C語言是編程語言的祖母，但是隨著一代一代的編程語言長大，所以祖母也是會拍在沙灘上的，很多小小伙伴應(yīng)該都會學(xué)過或者了解C語言，因?yàn)檐浖档臅搪?，但是Python我想很多人都沒學(xué)過，下面小編給大家介紹下，C語言和Python一起混合編程會產(chǎn)生什么不一樣的火花吧！

在Mac OS X 下的編譯命令同上

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產(chǎn)生可執(zhí)行文件后，直接運(yùn)行，結(jié)果為輸出

Python庫函數(shù)PyRun_SimpleString可以執(zhí)行字符串形式的Python代碼。

雖然非常簡單，但這段代碼除了能用C語言動態(tài)生成一些Python代碼之外，并沒有什么用處。我們需要的是C語言的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠和Python交互。

下面舉個(gè)例子，比如說，有一天我們用Python寫了一個(gè)功能特別強(qiáng)大的函數(shù)：

從上述代碼可以窺見Python內(nèi)部運(yùn)行的方式：

• 所有Python元素，module、function、tuple、string等等，實(shí)際上都是PyObject。C語言里操縱它們，一律使用PyObject *。

• Python的類型與C語言類型可以相互轉(zhuǎn)換。Python類型XXX轉(zhuǎn)換為C語言類型YYY要使用PyXXXAsYYY函數(shù)；C類型YYY轉(zhuǎn)換為Python類型XXX要使用PyXXXFromYYY函數(shù)。

• 也可以創(chuàng)建Python類型的變量，使用PyXXX_New可以創(chuàng)建類型為XXX的變量。

• 若a是Tuple，則a[i] = b對應(yīng)于 PyTupleSetItem(a,i,b)，有理由相信還有一個(gè)函數(shù)PyTupleGetItem完成取得某一項(xiàng)的值。

• 不僅Python語言很優(yōu)雅，Python的庫函數(shù)API也非常優(yōu)雅。

現(xiàn)在我們得到了一個(gè)C語言的函數(shù)了，可以寫一個(gè)main測試它

編譯的方式就用本節(jié)開頭使用的方法。

在Linux/Mac OSX運(yùn)行此示例之前，可能先需要設(shè)置環(huán)境變量：

bash:

csh:

2 Python 調(diào)用 C/C++（基礎(chǔ)篇）

這種做法稱為Python擴(kuò)展。

比如說，我們有一個(gè)功能強(qiáng)大的C函數(shù)

除了功能強(qiáng)大的函數(shù)great_function外，這個(gè)文件中還有以下部分：

• 包裹函數(shù)greatfunction。它負(fù)責(zé)將Python的參數(shù)轉(zhuǎn)化為C的參數(shù)（PyArgParseTuple），調(diào)用實(shí)際的greatfunction，并處理great_function的返回值，最終返回給Python環(huán)境。

• 導(dǎo)出表GreateModuleMethods。它負(fù)責(zé)告訴Python這個(gè)模塊里有哪些函數(shù)可以被Python調(diào)用。導(dǎo)出表的名字可以隨便起，每一項(xiàng)有4個(gè)參數(shù)：***個(gè)參數(shù)是提供給Python環(huán)境的函數(shù)名稱，第二個(gè)參數(shù)是greatfunction，即包裹函數(shù)。第三個(gè)參數(shù)的含義是參數(shù)變長，第四個(gè)參數(shù)是一個(gè)說明性的字符串。導(dǎo)出表總是以{NULL, NULL, 0, NULL}結(jié)束。

• 導(dǎo)出函數(shù)initgreat_module。這個(gè)的名字不是任取的，是你的module名稱添加前綴init。導(dǎo)出函數(shù)中將模塊名稱與導(dǎo)出表進(jìn)行連接。

在Windows下面，在Visual Studio命令提示符下編譯這個(gè)文件的命令是

本部分參考資料

• 《Python源碼剖析-深度探索動態(tài)語言核心技術(shù)》是系統(tǒng)介紹CPython實(shí)現(xiàn)以及運(yùn)行原理的優(yōu)秀教程。

• Python 官方文檔的這一章詳細(xì)介紹了C/C++與Python的雙向互動Extending and Embedding the Python Interpreter _ _

• 關(guān)于編譯環(huán)境，本文所述方法僅為出示原理所用。規(guī)范的方式如下：3. Building C and C++ Extensions with distutils _ _

• 作為字典使用的官方參考文檔Python/C API Reference Manual _ _

這其中有非Python關(guān)鍵字cdef和public。這些關(guān)鍵字屬于Cython。由于我們需要在C語言中使用“編譯好的Python代碼”，所以得讓great_function從外面變得可見，方法就以“public”修飾。而cdef類似于Python的def，只有使用cdef才可以使用Cython的關(guān)鍵字public。

這個(gè)函數(shù)中其他的部分與正常的Python代碼是一樣的。

接下來編譯 great_module.pyx

編譯命令和***部分相同：

在Windows下編譯命令為

在Visual Studio命令提示符下編譯：

會得到一個(gè)dllmain.dll。我們在Excel里面使用它，沒錯(cuò)，傳說中的Excel與Python混合編程：

參考資料：Cython的官方文檔，質(zhì)量非常高：

接下來使用SWIG將這個(gè)配置文件編譯為所謂Python Module Wrapper

得到一個(gè) mymodule_wrap.c和一個(gè)mymodule.py。把它編譯為Python擴(kuò)展：

Windows：

Linux：

注意輸出文件名前面要加一個(gè)下劃線。

現(xiàn)在可以立即在Python下使用這個(gè)module了：

換句話說，SWIG自動完成了諸如Python類型轉(zhuǎn)換、module初始化、導(dǎo)出代碼表生成的諸多工作。

對于C++，SWIG也可以應(yīng)對。例如以下代碼有C++類的定義：

寫在***：

由于CPython自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，使得Python的C/C++擴(kuò)展非常容易。如果打算快速完成任務(wù)，Cython（C/C++調(diào)用Python）和SWIG（Python調(diào)用C/C++）是很不錯(cuò)的選擇。但是，一旦涉及到比較復(fù)雜的轉(zhuǎn)換任務(wù)，無論是繼續(xù)使用Cython還是SWIG，仍然需要學(xué)習(xí)Python源代碼。