C++開發python windows版本的擴展模塊示例

junfeng777 發布于2019-07-01 11:00 / 2132人閱讀

摘要：主要是庫文件頭文件文件不一致的問題。定義模塊函數其中函數參數是模塊自身，是傳遞的參數列表，返回值定義了一個整形數，這里會申請空間增加引用計數，交由來管理這個引用。

C++開發python windows版本的擴展模塊示例
測試環境介紹和準備
測試環境：
操作系統：windows10
Python版本：3.7.0
VS版本：vs2015社區版（免費）
相關工具下載：
VS版本vs2015社區版（免費）
win10SDK（安裝vs2015是可以選擇，如果沒有安裝則需要獨立安裝）
Python3.7.0 win32 安裝文件
http://ffmpeg.club/python
本示例不使用vs來編輯，但需要安裝vs的編譯環境，直接用python的distutils進行編譯安裝，注意這里安裝的python是32位的，所以編譯出來庫也是32位程序。
首先要檢測系統中是否有其他python版本，防止沖突
進入python命令行
import sys
print(sys.path)

查看下當前系統路徑是否正確，如果是其他路徑的版本，可能會對的擴展庫開發產生影響。主要是庫文件、頭文件、dll文件不一致的問題。
1 頭文件和庫文件
首先創建文件 mymod.c 在文件中添加頭文件引用
頭文件引用 #include "Python.h"，庫文件不需要指定，頭文件路徑在python的安裝路徑。

2 定義模塊函數
其中函數參數 self是模塊自身，args是python傳遞的參數列表，返回值定義了一個整形數0，這里會申請空間增加引用計數，交由python來管理這個引用。這里也可以返回NULL，python會收到一個異常。

include "Python.h"

///模塊函數
static PyObject testmod(PyObject self,PyObject*args)
{
//返回python的long整形,c語言中引用計數+1，返回值交由python釋放
return PyLong_FromLong(0);
}

3 申明模塊函數（開放給python）
第一個函數名稱，就是開放給python的名稱，不一定要與c語言的函數名稱一致，但還是盡量一致，方便跟進代碼；
第二個是函數指針，默認類型就是PyCFunction函數指針類型，也就是上面的函數類型；
第三個參數是開放給python的函數參數類型，這里我們設置的無參數METH_NOARGS，還可以設置METH_VARARGS 多個參數，METH_KEYWORDS key value參數，設置為METH_KEYWORDS必須與METH_VARARGS一起設置 METH_KEYWORDS|METH_VARARGS ，并且模塊函數會增加一個參數存放傳進來的參數字典；
第四個參數是函數說明，在python中調用help函數可以讀取；
這個定義是一個數據，可以設置多個函數PyMethodDef定義對象
/// 模塊函數列表
static PyMethodDef mymod_funcs[] = {
{
"testmod", //函數名稱
testmod, //函數指針
METH_NOARGS,//參數標識無參數，
"testmod function." //函數說明 help(testmod)
},
{0,0,0,0} //數組結尾，可以申請多個函數
};

4 模塊定義
///4 模塊定義
static PyModuleDef mymod_module = {
PyModuleDef_HEAD_INIT,
"mymod", //模塊名
"mymod is first module test", //模塊說明通過help(模塊名)
-1, //模塊空間，子解釋器用，-1不使用
mymod_funcs //模塊函數，前面定義的函數申明數組
};

5 添加入口函數
其中PyMODINIT_FUNC 宏在windows中是
PyMODINIT_FUNC __declspec(dllexport) PyObject*，
也就是入口的動態鏈接庫函數，不同于ctypes庫，擴展庫只有入口函數需要定義__declspec(dllexport)導出函數符號，其他的函數不需要。
PyModule_Create創建python的模塊，參數是前面定義的模塊，返回直接返回模塊對象，在python中所有類型都可以轉為PyObject
///1 擴展庫入口函數 PyInit_ 固定的開頭 mymod模塊名
PyMODINIT_FUNC PyInit_mymod(void)
{
printf("PyInit_mymodn");
///2 模塊創建函數參數 PyModuleDef
return PyModule_Create(&mymod_module);
}

6 編譯安裝
創建一個文件setup.py
第一行代碼導入setup庫，其中name是打包的庫說明的.egg-info的文件名
version=“1.0” 這個說明文件名的后綴，如果不設置后綴會默認0.0.0
ext_modules=[Extension("mymod", ["mymod.c"] )] 中mymode是對應的模塊名稱和模塊文件名，["mymod.c"]里面是編譯為庫的源文件，可以是多個文件，這里是一個python的list數組。
from distutils.core import *
setup(
name="mymod", #打包文件名稱庫說明文件的文件名
version="1.0",
ext_modules=[Extension("mymod", ["mymod.c"] )]
)

最后運行命令 python setup.py install

編譯成功，在當前路徑下會生成一個build目錄，里面是編譯好的內容，應為運行了install命令，所以不僅做了編譯還有安裝。
擴展庫安裝的路徑：F:Python-3.7.0Libsite-packages

7 擴展庫調用測試
擴展庫編譯和按照好后我們寫一個python代碼來測試

這樣我們就完成了我們第一個python擴展庫的程序

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