Python调用C++代码

Python调用C++代码

今天在研究PyTorch中Tensor的一些操作的时候,发现其底层Tensor的操作都是用C++写的,并使用pybind11进行C++和Python的桥接。所以,我就想着探索一下Python中如何调用C++代码?

可行方案

其实,方案还是挺多的:

  • Python内置的ctypes接口(可以将C/C++代码编译为动态库,在Python中进行调用)
  • CFFI(提供了一种在Python代码中混合C代码的途径)
  • Cython (C后端版本的Python实现,建立了Python类型和C语言之间的映射关系,提供了使用Python代码调用C函数库的能力)
  • Boost.Python (提供手动导出C++代码接口的能力供Python调用)
  • SWIG(不止支持C/C++到Python的桥接,SWIG支持很多语言跟C/C++的桥接,是广泛使用的一种解决方案)

Hello Word示例

感觉ctypes简单很多,对于小型程序感觉还是挺友好的,所以该篇博客介绍一下使用ctypes调用C/C++的步骤。

编写C或者C++代码

头文件(test.h)

int sum(int, int);

C++代码(test.cpp)

// Windows需要__declspec(dllexport)申明
// extern "C"指示以C语言规范进行编译
#define DLLEXPORT extern "C"
DLLEXPORT int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

或者C代码(test.c)

// 同样的Windows在函数前面需要__declspec(dllexport)申明
int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

C代码编译成动态链接库

我使用的是macOS,选择使用gcc进行编译gcc -Wall -Wextra -O -ansi -pedantic -shared test.c -o test.so

在Python中调用

In [1]: from ctypes import cdll

In [2]: mydll = cdll.LoadLibrary('test.so')

In [3]: mydll.sum
Out[3]: <_FuncPtr object at 0x10f4cf688>

In [4]: mydll.sum(5, 2)
Out[4]: 7

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