Python调用C模块(一):C api方式

大致计划如下(测试平台仅限于Windows 和 Linux，编译器限于 MSVC、Mingw及linux gcc)：

• 传统方式调用 C 模块
• 用 ctypes 调用C动态库
• 如有精力和兴趣，简单熟悉一下swig、boost.python, sip, shiboken
• 用 C 调用 Python

如果只是简单地调用系统调用或c函数，应该考虑使用ctypes。但传统方式更通用，比如C模块中同时要调用python。

简单例子

示例代码

//hellomodule.c
#include <Python.h>
#include <string.h>

static PyObject * message(PyObject *self, PyObject *args)
{
     char *src, res[100];
     if (! PyArg_Parse(args, "(s)", &src))
     {
         return NULL;
     }
     else
     {
         strcpy(res, "Hello, ");
         strcat(res, src);
         return Py_BuildValue("s", res);
     }
 }
 
 static struct PyMethodDef methods[] =
 {
      //导出到Python中的名字、函数指针，参数类型，函数描述
     {"message", message, 1, "descript of message"},
      //结束
     {NULL, NULL, 0, NULL}         
 };
 
 PyMODINIT_FUNC inithello()
 {    
     // 导出的模块名，前面结构数组的指针
     (void) Py_InitModule("hello", methods);
 }

• 先定义一个函数，函数的参数和返回值都是 PyObject* 类型。(函数内需要将其转成C语言的类型，最后转成PyObject* 类型返回)

• 定义一个结构数组，包含我们模块内函数的信息

• 定义一个 init 函数，该函数在模块被导入时执行。前面的 PyMODINIT 隐藏windows下 __declspec(dllexport)这个东西

编译

• 用 msvc 编译

cl /LD hellomodule.c /ID:\python26\include /LIBPATH:D:\python26\libs D:\python26\libs\python26.lib /ohello.pyd

• 用 mingw 编译

gcc hellomodule.c -shared -ID:\Python26\include -LD:\Python26\libs -lpython26 -o hello.pyd

• linux 下编译

gcc -shared hellomodule.c -I/usr/include/python2.6  -ohello.so -L/usr/lib/python2.6 -lpython2.6

• 采用distutils方式

前面都是直接调用编译器来生成C模块，有时输这么多命令总是不太方便。幸好，Python 在这方面提供了一个工具。 我们只需要编写一个简单的Python文件：

#setup.py
from distutils.core import setup, Extension
example_mod = Extension('hello', sources = ['hellomodule.c'])
setup(name = "hello",
    version = "1.0",
    description = "A sample extension module",
    ext_modules = [example_mod], #setup()中，只有这行是必须的
)

然后执行

python setup.py build

即可。

也可以直接执行

python setup.py install

将模块安装到Python路径下

测试运行

import hello
print hello.message("OK")

备忘：小插曲，采用msvc编译后，运行时始终找不到 message 函数。最终发现和注释中有中文有关(可能是和unix的换行符结合使用的问题)，细节部分序进一步试验。

重新审视例子

• 包含 #include <Python.h>

• 方法函数(主角) PyObject* func(PyObject* self, PyObject * args)

• 结构数组 (包含函数信息)
• 模块初始化函数 (注册结构数组)