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python扩展实现方法

前言(更新:更方便易用的方式在)

大部分的Python的扩展都是用C语言写的,但也很容易移植到C++中。

一般来说,所有能被整合或者导入到其它python脚本的代码,都可以称为扩展

扩展可以用纯Python来写,也可以用C或者C++之类的编译型的语言来扩展。

 

就算是相同的架构的两台电脑之间最好也不要互相共享二进制文件,最好在各自的

电脑上编译Python和扩展。因为就算是编译器或者CPU之间的些许差异。

 

官方文档

 

 

需要扩展Python语言的理由:

1. 添加/额外的(非Python)功能,提供Python核心功能中没有提供的部分,比如创建新的

数据类型或者将Python嵌入到其它已经存在的应用程序中,则必须编译。

 

 

2. 性能瓶颈的效率提升, 解释型语言一般比编译型语言慢,想要提高性能,全部改写成编译型

语言并不划算,好的做法是,先做性能测试,找出性能瓶颈部分,然后把瓶颈部分在扩展中实现

是一个比较简单有效的做法。

 

 

3. 保持专有源代码的私密,脚本语言一个共同的缺陷是,都是执行的源代码,保密性便没有了。

把一部分的代码从Python转到编译语言就可以保持专有源代码私密性。不容易被反向工程,对涉及

到特殊算法,加密方法,以及软件安全时,这样做就显得很重要。

 

 

另一种对代码保密的方式是只发布预编译后的.pyc文件,是一种折中的方法

 

 

创建Python扩展的步骤 1. 创建应用程序代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define BUFSIZE 10

int fac(int n) {
    if (n < 2)
        return 1;
    return n * fac(n - 1);
}

char *reverse(char *s) {
    register char t;
    char *p = s;
    char *q = (s + (strlen(s) - 1));
    while (p < q) {
        t = *p;
        *p++ = *q;
        *q-- = t;
    }
    return s;
}

int main() {
    char s[BUFSIZE];
    printf("4! == %d\n", fac(4));
    printf("8! == %d\n", fac(8));
    printf("12! == %d\n", fac(12));
    strcpy(s, "abcdef");
    printf("reversing 'abcdef', we get '%s'\n", reverse(s));
    strcpy(s, "madam");
    printf("reversing 'madam', we get '%s'\n", reverse(s));
    return 0;
}

一般是需要写main()函数,用于单元测试

 

使用gcc进行编译

>gcc Extest.c -o Extest

执行

>./Extest

 

2. 利用样板来包装代码

整个扩展的实现都是围绕"包装"这个概念来进行的。你的设计要尽可能让你的实现语言与Python无缝结合。

接口的代码又被称为"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部分:

我们的样板代码分为4步:

a. 包含python的头文件

需要找到python的头文件在哪,一般是在/usr/local/include/python2.x中

在上面的C代码中加入#include "Python.h"

 

 

b. 为每个模块的每一个函数增加一个型如PyObject* Module_func()的包装函数

包装函数的用处就是先把python的值传递给c,再把c中函数的计算结果转换成Python对象返回给python。

需要为所有想被Python环境访问到的函数都增加一个静态函数,返回类型为PyObject *,函数名格式为

模块名_函数名;

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