如何将c编译为python模块（如何用Python写C扩展）

如何将c编译为python模块（如何用Python写C扩展）// 文件名 calc.c #include int add(int x int y){ // C 函数 return x y; } static PyObject *calc_add(PyObject *self PyObject *args){ int x y; // Python传入参数 // "ii" 表示传入参数为2个int型参数，将其解析到x y变量中 if(!PyArg_ParseTuple(args "ii" &x &y)) return NULL; return PyLong_FromLong(add(x y)); } // 模块的方法列表 static PyMethodDef CalcMethods[] = { {"add" calc_add METH_VARARGS "函数描述"} {NULL NULL

1. 环境准备

https://mp.weixin.qq.com/s/S2B85S8Yw5zcZgeqp-MqDA

如果是Linux只需要安装python3.x Python-dev。

Windows下稍微复杂点，VS2017 Python3.6.3

VS2017可用社区版，需要选择安装的环境如下：

2. hello World !

2.1 C模块封装

以计算两个数相加为例，选择任意文件夹，新建如下C语言源码：

// 文件名 calc.c #include int add(int x int y){ // C 函数 return x y; } static PyObject *calc_add(PyObject *self PyObject *args){ int x y; // Python传入参数 // "ii" 表示传入参数为2个int型参数，将其解析到x y变量中 if(!PyArg_ParseTuple(args "ii" &x &y)) return NULL; return PyLong_FromLong(add(x y)); } // 模块的方法列表 static PyMethodDef CalcMethods[] = { {"add" calc_add METH_VARARGS "函数描述"} {NULL NULL 0 NULL} }; // 模块 static struct PyModuleDef calcmodule = { PyModuleDef_HEAD_INIT "calc" // 模块名 NULL // 模块文档 -1 /* size of per-interpreter state of the module or -1 if the module keeps state in global variables. */ CalcMethods }; // 初始化 PyMODINIT_FUNC PyInit_calc(void) { return PyModule_Create(&calcmodule); }

其中，静态函数 calc_add 以python的C接口方式封装了add函数，命名方式 模块名_函数名

静态PyMethodDef列表 变量 CalcMethods 包含了该模块方法的描述

静态struct PyModuleDef结构体 变量 calcmodule 定义了模块的描述

PyInit_calc 函数初始化了模块，命名方式 PyInit_模块名

2.2 C源码编译

在VS2017中可以直接生成 .dll 文件，然后改名为 .pyd 就可在python程序中引入该模块了，但是，这不"清真"，正确的姿势是写一个 setup.py然后通过python调cl.exe编译。

新建 setup.py文件，内容如下：

# setup.py from distutils.core import setup Extension module1 = Extension('calc' sources=['calc.c']) setup(name='calc_model' version='1.0' description='Hello ?' ext_modules=[module1] )

然后，从Windows的命令行（命令提示符）下进入到这个文件夹下，执行：

python setup.py build

即可完成编译，如果出现某 .bat文件未找到，说明你的VS没有安装相应的依赖（Linux下编译不成功原因可能是没有装python-dev），按文章开头给出的依赖库添加修改（此时不需要重新安装VS）。

编译结束后，在该文件夹下会出现 build 文件夹，进入该文件夹，出现如下两个文件夹：

进入 lib.xxx那个文件夹，里面有个 .pyd 结尾的文件（Linux下为 .so 结尾），这就是我们编译好的python模块了，如下：

当然，你也可以改名为 calc.pyd 比较好看，不过这不影响调用。

2.3 Python调用

这部分就简单了，进入含有编译好的 .pyd 文件夹，新建如下文件：

import calc print(calc.add(12 21))

这就是一个普通库，这样调用就OK了。

3. Python的参数传递以及C的返回值相关问题

这部分我直接甩出文件就行，编译及调用过程与上面一样。

C 文件

/**构建返回值 Py_BuildValue("") None Py_BuildValue("i" 123) 123 Py_BuildValue("iii" 123 456 789) (123 456 789) Py_BuildValue("s" "hello") 'hello' Py_BuildValue("y" "hello") b'hello' Py_BuildValue("ss" "hello" "world") ('hello' 'world') Py_BuildValue("s#" "hello" 4) 'hell' Py_BuildValue("y#" "hello" 4) b'hell' Py_BuildValue("()") () Py_BuildValue("(i)" 123) (123 ) Py_BuildValue("(ii)" 123 456) (123 456) Py_BuildValue("(i i)" 123 456) (123 456) Py_BuildValue("[i i]" 123 456) [123 456] Py_BuildValue("{s:i s:i}" "abc" 123 "def" 456) {'abc': 123 'def': 456} Py_BuildValue("((ii)(ii)) (ii)" 1 2 3 4 5 6) (((1 2) (3 4)) (5 6)) **/ #include static PyObject *value_commonArgs(PyObject *self PyObject *args){ // 传入普通参数 例如: s = value.com(1 2.3 "Hello C") int x; double y; char *z; if(!PyArg_ParseTuple(args "ids" &x &y &z)) return NULL; printf("The args is %d and %f and %s .n" x y z); // 返回(x y z)的元组 return Py_BuildValue("(i d s)" x y z); } static PyObject *value_tupleTest(PyObject *self PyObject *args){ // t = value.tut((1 3) "Tuple") int x y; char *z; if(!PyArg_ParseTuple(args "(ii)s" &x &y &z)) return NULL; printf("The args is (%d %d) %s .n" x y z); // return ([1 2] "hello") return Py_BuildValue("[i i]s" x y z); } static PyObject *value_some(PyObject *self PyObject *args){ /* 可选参数，可能是下面几种， "|" 代表后面的参数可选 c = value.som(1) value.som(1 3) value.som(1 2 "hello") */ int x = 0 y = 0; char *z = NULL; if(!PyArg_ParseTuple(args "i|is" &x &y &z)) return NULL; printf("x is: %dn" x); printf("y is: %dn" y); if(z != NULL)printf("z is: %sn" z); return 写在最后

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