Python是用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的一種腳本語(yǔ)言，本身具有優(yōu)良的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性，并提供了方便靈活的應(yīng)用程序接口(API)。從而使得C/C++程序員能夠在各個(gè)級(jí)別上對(duì)Python解釋器的功能進(jìn)行擴(kuò)展。在使用C/C++對(duì)Python進(jìn)行功能擴(kuò)展之前，必須首先掌握Python解釋所提供的C語(yǔ)言接口。

Python是一門面向?qū)ο蟮哪_本語(yǔ)言，所有的對(duì)象在Python解釋器中都被表示成PyObject，PyObject結(jié)構(gòu)包含Python對(duì)象的所有成員指針。并且對(duì)Python對(duì)象的類型信息和引用計(jì)數(shù)進(jìn)行維護(hù)。在進(jìn)行Python的擴(kuò)展編程時(shí)，一旦要在C或者C++中對(duì)Python對(duì)象進(jìn)行處理，就意味著要維護(hù)一個(gè)PyObject結(jié)構(gòu)。

在Python的C語(yǔ)言擴(kuò)展接口中，大部分函數(shù)都有一個(gè)或者多個(gè)參數(shù)為PyObject指針類型，并且返回值也大都為PyObject指針。為了簡(jiǎn)化內(nèi)存管理，Python通過(guò)引用計(jì)數(shù)機(jī)制實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的垃圾回收功能，Python中的每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)引用計(jì)數(shù)。

用來(lái)計(jì)數(shù)該對(duì)象在不同場(chǎng)所分別被引用了多少次。每當(dāng)引用一次Python對(duì)象，相應(yīng)的引用計(jì)數(shù)就增1，每當(dāng)消毀一次Python對(duì)象，則相應(yīng)的引用就減1，只有當(dāng)引用計(jì)數(shù)為零時(shí)，才真正從內(nèi)存中刪除Python對(duì)象。

下面的例子說(shuō)明了Python解釋器如何利用引用計(jì)數(shù)來(lái)對(duì)Pyhon對(duì)象進(jìn)行管理：

#include <Python.h> 
 
PyObject* wrap_fact(PyObject* self, PyObject* args)   
{  
  int n, result;  
    
  if (! PyArg_ParseTuple(args, "i:fact", &n))  
    return NULL;  
  result = fact(n);  
  return Py_BuildValue("i", result);  
}  
 
static PyMethodDef exampleMethods[] =   
{  
  {"fact", wrap_fact, METH_VARARGS, "Caculate N!"},  
  {NULL, NULL}  
};  
 
void initexample()   
{  
  PyObject* m;  
  m = Py_InitModule("example", exampleMethods);  
} 

在C/C++中處理Python對(duì)象時(shí)，對(duì)引用計(jì)數(shù)進(jìn)行正確的維護(hù)是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，處理不好將很容易產(chǎn)生內(nèi)存泄漏。Python的C語(yǔ)言接口提供了一些宏來(lái)對(duì)引用計(jì)數(shù)進(jìn)行維護(hù)，最常見(jiàn)的是用Py_INCREF()來(lái)增加使Python對(duì)象的引用計(jì)數(shù)增1，用Py_DECREF()來(lái)使Python對(duì)象的引用計(jì)數(shù)減1。

該函數(shù)是Python解釋器和C函數(shù)進(jìn)行交互的接口，帶有兩個(gè)參數(shù)：self和args。參數(shù)self只在C函數(shù)被實(shí)現(xiàn)為內(nèi)聯(lián)方法(built-in method)時(shí)才被用到。通常該參數(shù)的值為空(NULL)，參數(shù)args中包含了Python解釋器要傳遞給C函數(shù)的所有參數(shù)，通常使用Python的C語(yǔ)言擴(kuò)展接口提供的函數(shù)PyArg_ParseTuple()來(lái)獲得這些參數(shù)值。

方法列表中的每項(xiàng)由四個(gè)部分組成：方法名、導(dǎo)出函數(shù)、參數(shù)傳遞方式和方法描述。方法名是從Python解釋器中調(diào)用該方法時(shí)所使用的名字。參數(shù)傳遞方式則規(guī)定了Python向C函數(shù)傳遞參數(shù)的具體形式，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(guò)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(guò)Python的字典類型在兩者之間進(jìn)行參數(shù)傳遞。

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