C语言和Python结合真的“无敌”吗?

c语言是编程语言中最古老的语言之一,很多小小伙伴应该都会学过或者了解C语言,因为软件系的会教嘛,但是Python我想很多人都没学过,具体连他是啥都不知道吧!下面小编给大家介绍下,在介绍Python之前,小编先介绍下两个学习群 c++学习群: 五五三零一四三八三,Python学习群:一八一六七零八九七 邀请码 :悟空 不管你是小白还是大牛,小编我都欢迎,不定期分享干货,欢迎初学和进阶中的小伙伴。

好了言归正传,Python是一种面向对象的解释型计算机程序设计语言它常被昵称为胶水语言,能够把用其他语言制作的各种模块(尤其是C/C++)很轻松地联结在一起。常见的一种应用情形是,使用Python快速生成程序的原型(有时甚至是程序的最终界面),然后对其中有特别要求的部分,用更合适的语言改写,比如3D游戏中的图形渲染模块,性能要求特别高,就可以用C/C++重写,而后封装为Python可以调用的扩展类库

在Mac OS X 下的编译命令同上

产生可执行文件后,直接运行,结果为输出

Python库函数PyRun_SimpleString可以执行字符串形式的Python代码。

虽然非常简单,但这段代码除了能用C语言动态生成一些Python代码之外,并没有什么用处。我们需要的是C语言的数据结构能够和Python交互。

下面举个例子,比如说,有一天我们用Python写了一个功能特别强大的函数:

从上述代码可以窥见Python内部运行的方式:

所有Python元素,module、function、tuple、string等等,实际上都是PyObject。C语言里操纵它们,一律使用PyObject *。

Python的类型与C语言类型可以相互转换。Python类型XXX转换为C语言类型YYY要使用PyXXXAsYYY函数;C类型YYY转换为Python类型XXX要使用PyXXXFromYYY函数。

也可以创建Python类型的变量,使用PyXXX_New可以创建类型为XXX的变量。

若a是Tuple,则a[i] = b对应于 PyTupleSetItem(a,i,b),有理由相信还有一个函数PyTupleGetItem完成取得某一项的值。

不仅Python语言很优雅,Python的库函数API也非常优雅。

现在我们得到了一个C语言的函数了,可以写一个main测试它

编译的方式就用本节开头使用的方法。

在Linux/Mac OSX运行此示例之前,可能先需要设置环境变量:

bash:

csh:

2 Python 调用 C/C++(基础篇)

这种做法称为Python扩展。

比如说,我们有一个功能强大的C函数

除了功能强大的函数great_function外,这个文件中还有以下部分:

包裹函数greatfunction。它负责将Python的参数转化为C的参数(PyArgParseTuple),调用实际的greatfunction,并处理great_function的返回值,最终返回给Python环境。

导出表GreateModuleMethods。它负责告诉Python这个模块里有哪些函数可以被Python调用。导出表的名字可以随便起,每一项有4个参数:第一个参数是提供给Python环境的函数名称,第二个参数是greatfunction,即包裹函数。第三个参数的含义是参数变长,第四个参数是一个说明性的字符串。导出表总是以结束。

导出函数initgreat_module。这个的名字不是任取的,是你的module名称添加前缀init。导出函数中将模块名称与导出表进行连接。

在Windows下面,在Visual Studio命令提示符下编译这个文件的命令是

本部分参考资料

《Python源码剖析-深度探索动态语言核心技术》是系统介绍CPython实现以及运行原理的优秀教程。

Python 官方文档的这一章详细介绍了C/C++与Python的双向互动Extending and Embedding the Python Interpreter _ _

关于编译环境,本文所述方法仅为出示原理所用。规范的方式如下:3. Building C and C++ Extensions with distutils _ _

作为字典使用的官方参考文档Python/C API Reference Manual _ _

这其中有非Python关键字cdef和public。这些关键字属于Cython。由于我们需要在C语言中使用“编译好的Python代码”,所以得让great_function从外面变得可见,方法就以“public”修饰。而cdef类似于Python的def,只有使用cdef才可以使用Cython的关键字public。

这个函数中其他的部分与正常的Python代码是一样的。

接下来编译 great_module.pyx

编译命令和第一部分相同:

在Windows下编译命令为

在Visual Studio命令提示符下编译:

会得到一个dllmain.dll。我们在Excel里面使用它,没错,传说中的Excel与Python混合编程:

参考资料:Cython的官方文档,质量非常高:

接下来使用SWIG将这个配置文件编译为所谓Python Module Wrapper

得到一个 mymodule_wrap.c和一个mymodule.py。把它编译为Python扩展:

Windows:

Linux:

注意输出文件名前面要加一个下划线。

现在可以立即在Python下使用这个module了:

换句话说,SWIG自动完成了诸如Python类型转换、module初始化、导出代码表生成的诸多工作。

对于C++,SWIG也可以应对。例如以下代码有C++类的定义:

最后再提醒一下想学习c/c++的朋友可以加群 五五三零一四三八三,想学习Python的朋友可以加群一八一六七零八九七,加群编号:悟空 本文来自网络

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