扩展/嵌入常见问题¶
目录
可以使用 C 语言创建自己的函数吗？¶
是的，您可以在C中创建包含函数、变量、异常甚至新类型的内置模块。在文档 扩展和嵌入 Python 解释器 中有说明。
大多数中级或高级的Python书籍也涵盖这个主题。
可以使用 C++ 语言创建自己的函数吗？¶
是的，可以使用C ++中兼容C的功能。 在Python include文件周围放置` extern“C”{...}` ，并在Python解释器调用的每个函数之前放置 extern“C” 。 具有构造函数的全局或静态C ++对象可能不是一个好主意。
C很难写，有没有其他选择？¶
编写自己的C扩展有很多选择，具体取决于您要做的事情。
Cython 及其相关的 Pyrex 是接受稍微修改过的Python形式并生成相应C代码的编译器。 Cython和Pyrex可以编写扩展而无需学习Python的C API。
如果需要连接到某些当前不存在Python扩展的C或C ++库，可以尝试使用 SWIG 等工具包装库的数据类型和函数。 SIP ， CXX Boost , 或 Weave 也是包装C ++库的替代方案。
如何在 C 中执行任意 Python 语句？¶
执行此操作的最高层级函数为 PyRun_SimpleString()，它接受单个字符串参数用于在模块 __main__ 的上下文中执行并在成功时返回 0 而在发生异常 (包括 SyntaxError) 时返回 -1。 如果你想要更多可控性，可以使用 PyRun_String()；请在 Python/pythonrun.c 中查看 PyRun_SimpleString() 的源码。
如何在 C 中对任意 Python 表达式求值？¶
可以调用前一问题中介绍的函数 PyRun_String() 并附带起始标记符 Py_eval_input；它会解析表达式，对其求值并返回结果值。
如何从Python对象中提取C的值？¶
这取决于对象的类型。 如果是元组，PyTuple_Size() 可返回其长度而 PyTuple_GetItem() 可返回指定序号上的项。 对于列表也有类似的函数 PyListSize() 和 PyList_GetItem()。
对于字节串，PyBytes_Size() 可返回其长度而 PyBytes_AsStringAndSize() 提供一个指向其值和长度的指针。 请注意 Python 字节串可能为空，因此 C 的 strlen() 不应被使用。
要检测一个对象的类型，首先要确保它不为 NULL，然后使用 PyBytes_Check(), PyTuple_Check(), PyList_Check() 等等。
还有一个针对 Python 对象的高层级 API，通过所谓的‘抽象’接口提供 —— 请参阅 Include/abstract.h 了解详情。 它允许使用 PySequence_Length(), PySequence_GetItem() 这样的调用来与任意种类的 Python 序列进行对接，此外还可使用许多其他有用的协议例如数字 (PyNumber_Index() 等) 以及 PyMapping API 中的各种映射等等。
如何使用Py_BuildValue()创建任意长度的元组？¶
不可以。应该使用 PyTuple_Pack() 。
如何从C调用对象的方法？¶
可以使用 PyObject_CallMethod() 函数来调用某个对象的任意方法。 形参为该对象、要调用的方法名、类似 Py_BuildValue() 所用的格式字符串以及要传给方法的参数值:
PyObject *
PyObject_CallMethod(PyObject *object, const char *method_name,
const char *arg_format, ...);
这适用于任何具有方法的对象 —— 不论是内置方法还是用户自定义方法。 你需要负责对返回值进行最终的 Py_DECREF() 处理。
例如调用某个文件对象的 "seek" 方法并传入参数 10, 0 (假定文件对象的指针为 "f"):
res = PyObject_CallMethod(f, "seek", "(ii)", 10, 0);
if (res == NULL) {
... an exception occurred ...
}
else {
Py_DECREF(res);
}
请注意由于 PyObject_CallObject() 总是 接受一个元组作为参数列表，要调用不带参数的函数，则传入格式为 "()"，要调用只带一个参数的函数，则应将参数包含于圆括号中，例如 "(i)"。
如何捕获PyErr_Print()（或打印到stdout / stderr的任何内容）的输出？¶
在 Python 代码中，定义一个支持 write() 方法的对象。 将此对象赋值给 sys.stdout 和 sys.stderr。 调用 print_error 或者只是允许标准回溯机制生效。 在此之后，输出将转往你的 write() 方法所指向的任何地方。
做到这一点的最简单方式是使用 io.StringIO 类：
>>> import io, sys
>>> sys.stdout = io.StringIO()
>>> print('foo')
>>> print('hello world!')
>>> sys.stderr.write(sys.stdout.getvalue())
foo
hello world!
实现同样效果的自定义对象看起来是这样的：
>>> import io, sys
>>> class StdoutCatcher(io.TextIOBase):
... def __init__(self):
... self.data = []
... def write(self, stuff):
... self.data.append(stuff)
...
>>> import sys
>>> sys.stdout = StdoutCatcher()
>>> print('foo')
>>> print('hello world!')
>>> sys.stderr.write(''.join(sys.stdout.data))
foo
hello world!
如何从C访问用Python编写的模块？¶
你可以通过如下方式获得一个指向模块对象的指针:
module = PyImport_ImportModule("<modulename>");
如果模块尚未被导入（即它还不存在于 sys.modules 中），这会初始化该模块；否则它只是简单地返回 sys.modules["<modulename>"] 的值。 请注意它并不会将模块加入任何命名空间 —— 它只是确保模块被初始化并存在于 sys.modules 中。
之后你就可以通过如下方式来访问模块的属性（即模块中定义的任何名称）:
attr = PyObject_GetAttrString(module, "<attrname>");
调用 PyObject_SetAttrString() 为模块中的变量赋值也是可以的。
如何在 Python 中对接 C ++ 对象？¶
根据你的需求，可以选择许多方式。 手动的实现方式请查阅 "扩展与嵌入" 文档 来入门。 需要知道的是对于 Python 运行时系统来说，C 和 C++ 并不没有太大的区别 —— 因此围绕一个 C 结构（指针）类型构建新 Python 对象的策略同样适用于 C++ 对象。
有关C ++库，请参阅 C很难写，有没有其他选择？
我使用Setup文件添加了一个模块，为什么make失败了？¶
安装程序必须以换行符结束，如果没有换行符，则构建过程将失败。 （修复这个需要一些丑陋的shell脚本编程，而且这个bug很小，看起来不值得花这么大力气。)
如何调试扩展？¶
将GDB与动态加载的扩展名一起使用时，在加载扩展名之前，不能在扩展名中设置断点。
在您的 .gdbinit 文件中（或交互式）添加命令：
br _PyImport_LoadDynamicModule
然后运行GDB：
$ gdb /local/bin/python
gdb) run myscript.py
gdb) continue # repeat until your extension is loaded
gdb) finish # so that your extension is loaded
gdb) br myfunction.c:50
gdb) continue
我想在Linux系统上编译一个Python模块，但是缺少一些文件。为什么?¶
大多数打包的Python版本不包含 /usr/lib/python2.x/config/ 目录，该目录中包含编译Python扩展所需的各种文件。
对于Red Hat，安装python-devel RPM以获取必要的文件。
对于Debian，运行 apt-get install python-dev 。
如何区分“输入不完整”和“输入无效”？¶
有时，希望模仿Python交互式解释器的行为，在输入不完整时(例如，您键入了“if”语句的开头，或者没有关闭括号或三个字符串引号)，给出一个延续提示，但当输入无效时，立即给出一条语法错误消息。
在Python中，您可以使用 codeop 模块，该模块非常接近解析器的行为。例如，IDLE就使用了这个。
在C中执行此操作的最简单方法是调用 PyRun_InteractiveLoop() （可能在单独的线程中）并让Python解释器为您处理输入。您还可以设置 PyOS_ReadlineFunctionPointer() 指向您的自定义输入函数。有关更多提示，请参阅 Modules/readline.c 和 Parser/myreadline.c 。
然而有时你不得不在与你应用程序其他部分相同的线程内运行嵌入的 Python 解释器，因而不能允许 PyRun_InteractiveLoop() 在等待用户输入期间停止。 一个解决方案是尝试用 Py_CompileString() 来编译接收到的字符串。 如果编译未出错，则尝试执行调用 PyEval_EvalCode() 所返回的代码对象。 否则保存输入稍后再使用。 如果编译失败，则找出是因为出错还是因为需要更多的输入 —— 通过从异常元组中提取消息字符串并将其与字符串 "unexpected EOF while parsing" 进行比较。 下面是使用. Here is a complete example using the GNU readline 库的一个完整示例 (你可能会希望在调用 readline() 期间忽略 SIGINT):
#include <stdio.h>
#include <readline.h>
#define PY_SSIZE_T_CLEAN
#include <Python.h>
#include <object.h>
#include <compile.h>
#include <eval.h>
int main (int argc, char* argv[])
{
int i, j, done = 0; /* lengths of line, code */
char ps1[] = ">>> ";
char ps2[] = "... ";
char *prompt = ps1;
char *msg, *line, *code = NULL;
PyObject *src, *glb, *loc;
PyObject *exc, *val, *trb, *obj, *dum;
Py_Initialize ();
loc = PyDict_New ();
glb = PyDict_New ();
PyDict_SetItemString (glb, "__builtins__", PyEval_GetBuiltins ());
while (!done)
{
line = readline (prompt);
if (NULL == line) /* Ctrl-D pressed */
{
done = 1;
}
else
{
i = strlen (line);
if (i > 0)
add_history (line); /* save non-empty lines */
if (NULL == code) /* nothing in code yet */
j = 0;
else
j = strlen (code);
code = realloc (code, i + j + 2);
if (NULL == code) /* out of memory */
exit (1);
if (0 == j) /* code was empty, so */
code[0] = '\0'; /* keep strncat happy */
strncat (code, line, i); /* append line to code */
code[i + j] = '\n'; /* append '\n' to code */
code[i + j + 1] = '\0';
src = Py_CompileString (code, "<stdin>", Py_single_input);
if (NULL != src) /* compiled just fine - */
{
if (ps1 == prompt || /* ">>> " or */
'\n' == code[i + j - 1]) /* "... " and double '\n' */
{ /* so execute it */
dum = PyEval_EvalCode (src, glb, loc);
Py_XDECREF (dum);
Py_XDECREF (src);
free (code);
code = NULL;
if (PyErr_Occurred ())
PyErr_Print ();
prompt = ps1;
}
} /* syntax error or E_EOF? */
else if (PyErr_ExceptionMatches (PyExc_SyntaxError))
{
PyErr_Fetch (&exc, &val, &trb); /* clears exception! */
if (PyArg_ParseTuple (val, "sO", &msg, &obj) &&
!strcmp (msg, "unexpected EOF while parsing")) /* E_EOF */
{
Py_XDECREF (exc);
Py_XDECREF (val);
Py_XDECREF (trb);
prompt = ps2;
}
else /* some other syntax error */
{
PyErr_Restore (exc, val, trb);
PyErr_Print ();
free (code);
code = NULL;
prompt = ps1;
}
}
else /* some non-syntax error */
{
PyErr_Print ();
free (code);
code = NULL;
prompt = ps1;
}
free (line);
}
}
Py_XDECREF(glb);
Py_XDECREF(loc);
Py_Finalize();
exit(0);
}
如何找到未定义的g++符号__builtin_new或__pure_virtual？¶
要动态加载g ++扩展模块，必须重新编译Python，要使用g ++重新链接（在Python Modules Makefile中更改LINKCC），及链接扩展模块（例如： g++ -shared -o mymodule.so mymodule.o ）。
能否创建一个对象类，其中部分方法在C中实现，而其他方法在Python中实现（例如通过继承）？¶
是的，您可以继承内置类，例如 int ， list ， dict 等。
Boost Python库（BPL，http：//www.boost.org/libs/python/doc/index.html）提供了一种从C ++执行此操作的方法（即，您可以使用BPL继承自C ++编写的扩展类 ）。