扩展Python的全新姿势：C或C++

后端

2023-08-18 11:08:22

如何使用 C/C++ 扩展 Python，释放其强大功能

Python 以其广泛的库和模块而闻名，这些库和模块可以轻松处理各种任务。但是，有时您可能会遇到无法直接使用 Python 实现的功能。这时，扩展模块就派上用场了。

什么是扩展模块？

扩展模块本质上是用 C 或 C++ 编写并编译成动态链接库 (DLL) 的代码。它们可以加载到 Python 中并与之一起使用。这允许您轻松地将 C/C++ 代码集成到 Python 程序中，从而释放其强大功能。

扩展模块的优点

使用 C/C++ 扩展 Python 有很多好处，包括：

实现新的内置对象类型： 创建新的对象类型，具有自定义的行为和属性。
调用 C 和 C++ 库函数和系统调用： 访问 C/C++ 函数和系统调用，否则无法在 Python 中使用。
访问 C 和 C++ 头文件和类： 使用 C/C++ 头文件和类，扩展 Python 的功能。
与 C 和 C++ 程序交互： 创建桥梁，在 Python 和 C/C++ 程序之间交换数据和调用函数。
实现高性能代码： 利用 C/C++ 的速度和效率优化代码性能。

如何创建扩展模块

创建扩展模块需要基本的 C/C++ 编程知识。详细的文档和示例可以在 Python 官方网站上找到。

以下是如何创建简单扩展模块（hello_world 模块）的步骤：

代码示例：

#include <Python.h>

static PyObject* hello_world(PyObject* self, PyObject* args) {
    return Py_BuildValue("s", "Hello, World!");
}

static PyMethodDef hello_methods[] = {
    {"hello_world", hello_world, METH_NOARGS, "Print Hello, World!"},
    {NULL, NULL, 0, NULL}
};

static struct PyModuleDef hello_module = {
    PyModuleDef_HEAD_INIT,
    "hello",
    "This is a simple hello world module.",
    -1,
    hello_methods
};

PyMODINIT_FUNC PyInit_hello(void) {
    return PyModule_Create(&hello_module);
}