• 第十五章：C语言扩展

    第十五章：C语言扩展

    本章着眼于从Python访问C代码的问题。许多Python内置库是用C写的，访问C是让Python的对现有库进行交互一个重要的组成部分。这也是一个当你面临从Python 2 到 Python 3扩展代码的问题。虽然Python提供了一个广泛的编程API，实际上有很多方法来处理C的代码。相比试图给出对于每一个可能的工具或技术的详细参考，我么采用的是是集中在一个小片段的C++代码，以及一些有代表性的例子来展示如何与代码交互。这个目标是提供一系列的编程模板，有经验的程序员可以扩展自己的使用。

    这里是我们将在大部分秘籍中工作的代码：

    1. /* sample.c */_method
    2. #include <math.h>
    3.  
    4. /* Compute the greatest common divisor */
    5. int gcd(int x, int y) {
    6.     int g = y;
    7.     while (x > 0) {
    8.         g = x;
    9.         x = y % x;
    10.         y = g;
    11.     }
    12.     return g;
    13. }
    14.  
    15. /* Test if (x0,y0) is in the Mandelbrot set or not */
    16. int in_mandel(double x0, double y0, int n) {
    17.     double x=0,y=0,xtemp;
    18.     while (n > 0) {
    19.         xtemp = x*x - y*y + x0;
    20.         y = 2*x*y + y0;
    21.         x = xtemp;
    22.         n -= 1;
    23.         if (x*x + y*y > 4) return 0;
    24.     }
    25.     return 1;
    26. }
    27.  
    28. /* Divide two numbers */
    29. int divide(int a, int b, int *remainder) {
    30.     int quot = a / b;
    31.     *remainder = a % b;
    32.     return quot;
    33. }
    34.  
    35. /* Average values in an array */
    36. double avg(double *a, int n) {
    37.     int i;
    38.     double total = 0.0;
    39.     for (i = 0; i < n; i++) {
    40.         total += a[i];
    41.     }
    42.     return total / n;
    43. }
    44.  
    45. /* A C data structure */
    46. typedef struct Point {
    47.     double x,y;
    48. } Point;
    49.  
    50. /* Function involving a C data structure */
    51. double distance(Point *p1, Point *p2) {
    52.     return hypot(p1->x - p2->x, p1->y - p2->y);
    53. }

    这段代码包含了多种不同的C语言编程特性。首先，这里有很多函数比如 gcd() 和 is_mandel() 。divide() 函数是一个返回多个值的C函数例子，其中有一个是通过指针参数的方式。avg() 函数通过一个C数组执行数据聚集操作。Point 和 distance() 函数涉及到了C结构体。

    对于接下来的所有小节，先假定上面的代码已经被写入了一个名叫“sample.c”的文件中，然后它们的定义被写入一个名叫“sample.h”的头文件中，并且被编译为一个库叫“libsample”，能被链接到其他C语言代码中。编译和链接的细节依据系统的不同而不同，但是这个不是我们关注的。如果你要处理C代码，我们假定这些基础的东西你都掌握了。

    Contents:

    • 15.1 使用ctypes访问C代码
    • 15.2 简单的C扩展模块
    • 15.3 编写扩展函数操作数组
    • 15.4 在C扩展模块中操作隐形指针
    • 15.5 从扩展模块中定义和导出C的API
    • 15.6 从C语言中调用Python代码
    • 15.7 从C扩展中释放全局锁
    • 15.8 C和Python中的线程混用
    • 15.9 用WSIG包装C代码
    • 15.10 用Cython包装C代码
    • 15.11 用Cython写高性能的数组操作
    • 15.12 将函数指针转换为可调用对象
    • 15.13 传递NULL结尾的字符串给C函数库
    • 15.14 传递Unicode字符串给C函数库
    • 15.15 C字符串转换为Python字符串
    • 15.16 不确定编码格式的C字符串
    • 15.17 传递文件名给C扩展
    • 15.18 传递已打开的文件给C扩展
    • 15.19 从C语言中读取类文件对象
    • 15.20 处理C语言中的可迭代对象
    • 15.21 诊断分段错误

    原文:

    http://python3-cookbook.readthedocs.io/zh_CN/latest/chapters/p15_c_extensions.html