簡介

長話短說，這里說的擴(kuò)展Python功能與直接用其它語言寫一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫，然后讓Python來調(diào)用有點(diǎn)不一樣(雖然本質(zhì)是一樣的)。而是指使用Python本身提供的API，使用C++來對(duì)Python進(jìn)行功能性擴(kuò)展，可以這樣理解，使用更高效的語言實(shí)現(xiàn)一些算法計(jì)算等等需要更高執(zhí)行效率的核心(或者需要與系統(tǒng)進(jìn)行密切交互的)模塊，然后讓Python像調(diào)用內(nèi)建標(biāo)準(zhǔn)庫的方式來調(diào)用這些模塊，聽起來是不是很誘人？！在軟件技術(shù)高速發(fā)展的今天，借助幾種計(jì)算機(jī)語言來實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)的例子數(shù)不勝數(shù)，目的不外乎就是性能和便利的平衡。譬如本文要討論的使用C++來擴(kuò)展Python就是Python和C++的一種巧妙的有機(jī)結(jié)合，好處不言而喻，既可以獲得和C++相似的執(zhí)行性能，又可以利用Python的開發(fā)靈活性。由于Python本身是使用C實(shí)現(xiàn)的，二者結(jié)合起來還是比較容易的。

基本流程

本文不適合這樣的讀者——對(duì)Python完全不了解或者對(duì)C\C++完全不了解，道理你們懂的。另外就是Python里面有6種基本數(shù)據(jù)類型。你需要了解如何在C和Python之間對(duì)這些類型進(jìn)行轉(zhuǎn)化(這不在本文討論范圍，可以參考[1])。

言歸正傳，感覺前面說得太多了，實(shí)際上很簡單，因此我決定少說多做。一個(gè)C++的Python擴(kuò)展模塊至少應(yīng)該有導(dǎo)出函數(shù)，方法列表和初始化函數(shù)三個(gè)部分。我們用VS2005這個(gè)強(qiáng)大的工具開工！一般來說，你應(yīng)該建一個(gè)Dll工程(至于使用exe來擴(kuò)展Python可以不可以，暫時(shí)還沒研究過)。下面按部就班的說明(關(guān)鍵說明在注釋部分)。

一、初始化函數(shù)

//-------------------------------------------------------------------------

//函數(shù): initPyExt

//功能:初始化函數(shù)

//返回值:PyMODINIT_FUNC

//附注:注意，這個(gè)函數(shù)的名字不能改動(dòng)。必須是init+模塊名字，

//我們的模塊名字是PyExt，所以函數(shù)名是initPyExt。Python在導(dǎo)入

//我們的PyExt模塊時(shí)，會(huì)找到這個(gè)函數(shù)，并調(diào)用。這個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的

//功能很簡單，通過調(diào)用Py_InitModule將模塊名字和映射表結(jié)合起

//來，它的意思是說PyExt這個(gè)模塊使用PyExtMethods這個(gè)映射表。

//-------------------------------------------------------------------------

PyMODINIT_FUNCinitPyExt()

{

Py_InitModule("PyExt",PyExtMethods);

}

二、方法列表

/*

方法列表，這個(gè)是一個(gè)C結(jié)構(gòu)數(shù)組。把需要擴(kuò)展的函數(shù)都映射到這個(gè)表里。

那么Python就知道你的這個(gè)擴(kuò)展模塊支持一些什么方法了。表的第一個(gè)字

段是方法名字，也是通過Python來調(diào)用時(shí)的名字。第二個(gè)字段是導(dǎo)出函數(shù)，

是真正調(diào)用的函數(shù)，也是C\C++實(shí)現(xiàn)的函數(shù)。第三個(gè)參數(shù)是指明Python向

C\C++函數(shù)傳遞參數(shù)的形式。可選的兩種方式是METH_VARARGS和

METH_KEYWORDS，其中METH_VARARGS是參數(shù)傳遞的標(biāo)準(zhǔn)形式，它通

過Python的元組在Python解釋器和C函數(shù)之間傳遞參數(shù)，若采用

METH_KEYWORD方式，則Python解釋器和C函數(shù)之間將通過Python的字典

類型在兩者之間進(jìn)行參數(shù)傳遞。第四個(gè)字段是這個(gè)函數(shù)的說明。如果你在

python里來help這個(gè)函數(shù)，將顯示這個(gè)說明。相當(dāng)于在python里的函數(shù)的文檔說明。

*/

staticPyMethodDefPyExtMethods[]=

{

{"Add",?Add,METH_VARARGS,"Addtwo ?number - edit by magictong."},

{"ExecSystem",ExecSystem,METH_VARARGS,"Execute ?a shell command - edit bymagictong." },

{NULL,NULL, 0,NULL}

};

三、導(dǎo)出函數(shù)

//-------------------------------------------------------------------------

//函數(shù): Add

//功能:這是一個(gè)加法函數(shù)

//返回值:PyObject*

//參數(shù): PyObject*self這個(gè)參數(shù)我們暫時(shí)不用理會(huì)

//參數(shù): PyObject*args是一個(gè)參數(shù)列表，我們需要從它解析出參數(shù)

//附注:

//所有的導(dǎo)出函數(shù)都具有相同的原型：

// PyObject*method(PyObject* self, PyObject* args);

//PyArg_ParseTuple來完成解析參數(shù)任務(wù)。它的第一個(gè)參數(shù)是args，

//就是我們要轉(zhuǎn)換的參數(shù)。第二個(gè)是格式符號(hào)。"s"代表是個(gè)string。

//從args里提取一個(gè)參數(shù)就寫"s"，兩個(gè)的話就寫"s|s"，如果是一個(gè)

// string，一個(gè)int，就寫"s|i"，有點(diǎn)和printf類似哦。第三個(gè)參數(shù)就是

//提取出來的參數(shù)放置的真正位置。必須傳遞這個(gè)參數(shù)的地址。

//-------------------------------------------------------------------------

staticPyObject*Add(PyObject*self,PyObject*args)

{

intx = 0 ;

inty = 0;

intz = 0;

if(!PyArg_ParseTuple(args,"i|i", &x, ?&y))

returnNULL;

z=x +y;

returnPy_BuildValue("i",z);

/*

調(diào)用完之后我們需要返回結(jié)果。這個(gè)結(jié)果是c的type或者是我們自己定義的類型。

必須把他轉(zhuǎn)換成PyObject，讓python認(rèn)識(shí)。這個(gè)用Py_BuildValue來完成。他

是PyArg_ParseTuple的逆過程。他的第一個(gè)參數(shù)和PyArg_ParseTuple的第二個(gè)

參數(shù)一樣，是個(gè)格式化符號(hào)。第三個(gè)參數(shù)是我們需要轉(zhuǎn)換的參數(shù)。Py_BuildValue

會(huì)把所有的返回只組裝成一個(gè)tutple給python。

如果對(duì)應(yīng)的C函數(shù)沒有返回值(即返回值類型為void)，則應(yīng)返回一個(gè)全局的None

對(duì)象(Py_None)，并將其引用計(jì)數(shù)增，如下所示：

Py_INCREF(Py_None);

returnPy_None;

*/

}

四、再加點(diǎn)功能

intcmd(constchar* arg)

{

returnsystem(arg);

}

staticPyObject*ExecSystem(PyObject*self,PyObject*args)

{

constchar*command;

if(!PyArg_ParseTuple(args,"s", &command))

returnNULL;

intn =cmd(command);

returnPy_BuildValue("i",n);

}

編譯

開編，編譯出來的PyExt.dll文件改名為PyExt.pyd放入Python的C:\Python25\DLLs目錄就可以全局使用了，如果你只想某個(gè)Python的工程，放在工程的相對(duì)路徑下面就可以了。

使用

可能的問題

里面的這些PyMODINIT_FUNC，與Python相關(guān)的宏和定義在哪里呢？定義下#include就可以了，但是定義了之后提示Python.h找不到還是編譯不過怎么辦？這說明你沒有安裝Python或者安裝了但是沒有把頭文件路徑引入Path環(huán)境變量，或者你把Python的include目錄加入工程的附加包含目錄(Additional ?IncludeDirectories),一般是C:\Python25\include這個(gè)目錄，其中C:\Python25是Python的安裝目錄，按你機(jī)器的實(shí)際情況配置)。

如果提示：Error??1????fatal error LNK1104:cannot open file 'python25_d.lib'類似這樣的錯(cuò)誤，一般可能是沒有安裝Python的開發(fā)版本，沒關(guān)系，你使用Release編譯一下，如果還不行，就把C:\Python25\libs目錄加入工程的附加庫目錄(Additional ?LibraryDirectories)。

參考文獻(xiàn)

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python利用写模块_使用C++编写python扩展模块的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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