python的C扩展调用，使用原生的python-C-Api

1、在文件第一行包含python调用扩展的头文件

#include <Python.h>

2、用原生C写好需要调用的函数

int add_one(int a){
    return a + 1;      
}

3、用python规定的调用方式，加一层C语言的包装，包装内容包括

　　a.定义一个新的静态函数，接受两个PyObject *参数，返回一个PyObject *值

　　b.解析第二个输入的PyObject *（通过PyArg_ParseTuple等方法），把python输入的变量变成C的变量

　　c.调用原生C函数

　　d.将调用返回的C变量，转换为PyObject*或其子类（通过PyLong_FromLong）等方法，并返回

static PyObject * py_add_one(PyObject *self, PyObject *args){
    int num;
    if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", &num)) return NULL;
    return PyLong_FromLong(add_one(num));
}

4、创建一个数组，来指明python可调用这个扩展的函数。

其中"add_one"，代表编译后python调用时希望使用的函数名，

py_add_one，代表调用当前C代码中的哪个函数，

METH_VARARGS，代表函数的参数传递形式，主要包括位置参数和关键字参数两种，

关于这个变量具体参考https://docs.python.org/3/extending/extending.html的1.4节。

如果希望添加新的函数，则在最后的{NULL, NULL}之前按同样格式填写新的调用信息。

static PyMethodDef Methods[] = {
    {"add_one", py_add_one, METH_VARARGS}, 
    {NULL, NULL}
};

5、创建module的信息，包括了python调用时的模块名、可调用的函数集（就是上一步定义的Methods）等信息

static struct PyModuleDef cModule = {
    PyModuleDef_HEAD_INIT,
    "Test", /*module name*/
    "", /* module documentation, may be NULL */
    -1, /* size of per-interpreter state of the module, or -1 if the module keeps state in global variables. */
    Methods
};

6、module初始化

 PyMODINIT_FUNC PyInit_Test(void){ return PyModule_Create(&cModule);}

7、写一个setup.py脚本，使用distutils包作为包构建安装的工具

from distutils.core import setup, Extension
module1 = Extension('Test', sources = ['add.c'])
setup (name = 'Test',
       version = '1.0',
       description = 'This is a demo package',
       ext_modules = [module1])

8、调用setup.py，python setup.py build可以编译代码，python setup.py install可以编译代码并直接将包放入当前python环境的包的路径以供调用。

非常需要注意的是，python 3.5版本以后，windows平台下python的C/C++扩展不再支持gcc的编译，并强制要求使用msvc进行编译

所以python setup.py build编译出来的结果无法正常使用，需使用

python setup.py build --compiler msvc

当需要安装时，则

python setup.py build --compiler msvc install

关于此情况的参考：

https://stackoverflow.com/questions/16737260/how-to-tell-distutils-to-use-gcc

https://stackoverflow.com/questions/3297254/how-to-use-mingws-gcc-compiler-when-installing-python-package-using-pip

 

9、测试安装好的C扩展

import Test as t
x = 1
print(t.add_one(x))

 

 

 

 

 

附C文件完整代码

#include <Python.h>

int add_one(int a){
    return a + 1;      
}

static PyObject * py_add_one(PyObject *self, PyObject *args){
    int num;
    if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", &num)) return NULL;
    return PyLong_FromLong(add_one(num));
}

static PyMethodDef Methods[] = {
    {"add_one", py_add_one, METH_VARARGS}, 
    {NULL, NULL}
};

static struct PyModuleDef cModule = {
    PyModuleDef_HEAD_INIT,
    "Test", /*module name*/
    "", /* module documentation, may be NULL */
    -1, /* size of per-interpreter state of the module, or -1 if the module keeps state in global variables. */
    Methods
};

PyMODINIT_FUNC PyInit_Test(void){ return PyModule_Create(&cModule);}

 https://segmentfault.com/a/1190000000479951