python核心编程学习笔记－怎样调用C语言编写的函数

MePython

刚学习，模仿书上面练习了一下，传上来大家讨论

第22章  扩展Python

    本章主题
  引言/动机
  扩展Python
  创建应用程序代码
  用样板包装你的代码
  编译
  导入并测试
  引用计数
  线程和GIL
  相关话题

在本章中，我们将讨论如何编写扩展代码并将它们的功能整合到Python编程环境中来。首先我们会给出这样做的原因，然后一步步地教您如何做。应当指出的是，虽然大部分Python的扩展都是用C语言写的，并且下面的所有样例代码也都是由纯C语言写的，但请放心，这些代码很容易就可以移植到C++中。

[ 本帖最后由 MePython 于 2008-7-25 19:38 编辑 ]

MePython

例22.1  纯C版本库（Extestl.c）
下面列出了我们想要包装并在Python解释器中使用的C函数的代码,main()是测试函数。

1. 
   
2. #include<stdio.h>
   
3. #include<stdlib.h>
   
4. #include<string.h>
   
5. 
   
6. int fac(int n)
   
7. {
   
8.     if (n < 2) return(1);   /* 0! == 1! == 1 */
   
9.     return (n)*fac(n-1);    /* n! == n*(n-1)! */
   
10. }
    
11. 
    
12. char *reverse(char *s)
    
13. {
    
14.     register char t,            /* 中间变量t */
    
15.     *p = s,                     /* fwd */
    
16.     *q = (s + (strlen(s)-1));   /* bwd */
    
17. 
    
18.     while (p < q)               /* if p < q */
    
19.     {                           /*swap & mv ptrs */
    
20.         t = *p;
    
21.         *p++ = *q;
    
22.         *q-- = t;
    
23.     }
    
24.     return s;
    
25. }
    
26. 
    
27. int main()
    
28. {
    
29.     char s[BUFSIZ];
    
30.     printf("4! == %d\n", fac(4));
    
31.     printf("8! == %d\n", fac(8));
    
32.     printf("12! == %d\n", fac(12));
    
33.     strcpy(s, "abcdef");
    
34.     printf("reversing 'abcdef', we get '%s'\n", reverse(s));
    
35.     strcpy(s, "madam");
    
36.     printf("reversing 'madam', we get '%s'\n", reverse(s));
    
37.     return 0;
    
38. }
    

复制代码

编译运行：
zhou@zhou-desktop:~/Test$ gcc -o tt Extest1.c
zhou@zhou-desktop:~/Test$ ./tt
4! == 24
8! == 40320
12! == 479001600
reversing 'abcdef', we get 'fedcba'
reversing 'madam', we get 'madam'

[ 本帖最后由 MePython 于 2008-7-25 19:41 编辑 ]

MePython

22.2.2  用样板来包装你的代码
整个扩展的实现都是围绕着13.15.1节所说的“包装”这个概念进行的。你的设计要尽可能让你的实现语言与Python无缝结合。接口的代码被称为“样板”代码，它是你的代码与Python解释器之间进行交互所必不可少的一部分。
我们的样板主要分为4步。
1．包含Python的头文件。
2．为每个模块的每一个函数增加一个形如PyObject* Module_func()的包装函数。
3．为每个模块增加一个形如PyMethodDef ModuleMethods[]的数组。
4．增加模块初始化函数void initModule()。

MePython

Extest2.c

1. 
   
2. #include<stdio.h>
   
3. #include<stdlib.h>
   
4. #include<string.h>
   
5. 
   
6. int fac(int n)
   
7. {
   
8.     if (n < 2) return(1);
   
9.     return (n)*fac(n-1);
   
10. }
    
11. 
    
12. char *reverse(char *s)
    
13. {
    
14.     register char t,
    
15.     *p = s,
    
16.     *q = ( s + ( strlen(s) - 1 ) );
    
17. 
    
18.     while ( s && ( p < q ) )
    
19.     {
    
20.         t = *p;
    
21.         *p++ = *q;
    
22.         *q-- = t;
    
23.     }
    
24.     return s;
    
25. }
    
26. 
    
27. int test()
    
28. {
    
29.     char s[BUFSIZ];
    
30.     printf("4! == %d\n", fac(4));
    
31.     printf("8! == %d\n", fac(8));
    
32.     printf("12! == %d\n", fac(12));
    
33.     strcpy(s, "abcdef");
    
34.     printf("reversing 'abcdef', we get '%s'\n", reverse(s));
    
35.     strcpy(s, "madam");
    
36.     printf("reversing 'madam', we get '%s'\n", reverse(s));
    
37.     return 0;
    
38. }
    
39. 
    
40. #include "Python.h"
    
41. 
    
42. static PyObject *
    
43. Extest_fac( PyObject *self, PyObject *args )
    
44. {
    
45.     int num;
    
46.     if ( !PyArg_ParseTuple(args, "i", &num) )
    
47.     {
    
48.         return NULL;
    
49.     }
    
50.     return (PyObject*)Py_BuildValue( "i", fac(num) );
    
51. }
    
52. 
    
53. static PyObject *
    
54. Extest_doppel( PyObject *self, PyObject *args )
    
55. {
    
56.     char *orig_str;
    
57.     char *dupe_str;
    
58.     PyObject* retval;
    
59. 
    
60.     if ( !PyArg_ParseTuple(args, "s", &orig_str) )
    
61.     {
    
62.         return NULL;
    
63.     }
    
64.     retval = (PyObject*)Py_BuildValue( "ss", orig_str, \
    
65.              dupe_str = reverse(strdup(orig_str)) );
    
66.     free(dupe_str);
    
67.     return retval;
    
68. }
    
69. 
    
70. static PyObject *
    
71. Extest_test(PyObject *self, PyObject *args)
    
72. {
    
73.     test();
    
74.     return (PyObject*)Py_BuildValue("");
    
75. }
    
76. 
    
77. static PyMethodDef
    
78. ExtestMethods[] =
    
79. {
    
80.     { "fac",    Extest_fac,    METH_VARARGS },
    
81.     { "doppel", Extest_doppel, METH_VARARGS },
    
82.     { "test",   Extest_test,   METH_VARARGS },
    
83.     { NULL, NULL },
    
84. };
    
85. 
    
86. void initExtest()
    
87. {
    
88.     Py_InitModule("Extest", ExtestMethods);
    
89. }
    

复制代码

编译运行（有警告，暂时忽略 ）：
zhou@zhou-desktop:~/Test$ python setup.py build
running build
running build_ext
building 'Extest' extension
creating build
creating build/temp.linux-i686-2.5
gcc -pthread -fno-strict-aliasing -DNDEBUG -g -fwrapv -O2 -Wall -Wstrict-prototypes -fPIC -I/usr/include/python2.5 -c Extest2.c -o build/temp.linux-i686-2.5/Extest2.o
Extest2.c:27: 警告： 函数声明不是一个原型
Extest2.c:86: 警告： 函数声明不是一个原型
creating build/lib.linux-i686-2.5
gcc -pthread -shared -Wl,-O1 -Wl,-Bsymbolic-functions build/temp.linux-i686-2.5/Extest2.o -o build/lib.linux-i686-2.5/Extest.so

[ 本帖最后由 MePython 于 2008-7-25 19:46 编辑 ]

MePython

22.2.3  编译
现在，我们已经到了编译阶段。为了让你的新Python扩展能被创建，你需要把它们与Python库放在一起编译。现在已经有了一套跨30多个平台的规范，它极大地方便了编写扩展的人。distutils包被用来编译、安装和分发这些模块、扩展和包。这个模块在Python2.0的时候就已经出现了，并用于代替1.x版本时的用Makefile来编译扩展的方法。使用distutils包的时候我们可以方便地按以下步骤来做：
1．创建 setup.py；
2．通过运行setup.py来编译和连接您的代码；
3．从Python中导入您的模块；
4．测试功能。

zhou@zhou-desktop:~/Test$ python setup.py install
running install
running build
running build_ext
running install_lib
copying build/lib.linux-i686-2.5/Extest.so -> /usr/lib/python2.5/site-packages
error: /usr/lib/python2.5/site-packages/Extest.so: Permission denied
zhou@zhou-desktop:~/Test$ sudo python setup.py install
[sudo] password for zhou:
running install
running build
running build_ext
running install_lib
copying build/lib.linux-i686-2.5/Extest.so -> /usr/lib/python2.5/site-packages
running install_egg_info
Writing /usr/lib/python2.5/site-packages/Extest-0.0.0.egg-info

[ 本帖最后由 MePython 于 2008-7-25 19:48 编辑 ]

MePython

测试：
zhou@zhou-desktop:~/Test$ python
Python 2.5.2 (r252:60911, Apr 21 2008, 11:12:42)
[GCC 4.2.3 (Ubuntu 4.2.3-2ubuntu7)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import Extest
>>> Extest.fac(5)
120
>>> Extest.fac(3)
6

待会再改成C＋＋的看看是不是一样的，刚开始找书上弄，简单了点

将一处加上cout打印一个string类型，编译安装都没有问题，就是测试运行时出错:
import Extest
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: dynamic module does not define init function (initExtest)
有空再看，先游戏去。

[ 本帖最后由 MePython 于 2008-7-25 20:08 编辑 ]

^-^

支持,强顶.