扩展/嵌入常见问题解答¶
目录
我可以在C中创建自己的函数吗？¶
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。 扩展和嵌入python解释器 .
大多数中级或高级的Python书籍也将涵盖这个主题。
我能在C++中创建自己的函数吗？¶
是的，使用C++中发现的C兼容性功能。地点 extern "C" {{ ... }} 在python周围包括文件和 extern "C" 在Python解释器将要调用的每个函数之前。使用构造函数的全局或静态C++对象可能不是一个好主意。
写C程序很难，还有别的选择吗？¶
有很多种方法可以替代编写自己的C扩展，这取决于您要做什么。
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使编写扩展成为可能，而无需学习Python的C API。
如果需要连接到一些没有Python扩展的C或C++库，那么可以尝试用一个工具来封装库的数据类型和函数，例如 SWIG . SIP _, CXX Boost 或 Weave 也是封装C++库的替代方案。
如何从C执行任意的 Python 语句？¶
执行此操作的最高级别功能是 PyRun_SimpleString() 它需要在模块上下文中执行单个字符串参数 __main__ 回报 0 为了成功和 -1 发生异常时（包括 SyntaxError ）如果你想要更多的控制，使用 PyRun_String() ；查看源 PyRun_SimpleString() 在里面 Python/pythonrun.c .
如何从C计算任意的 Python 表达式？¶
调用函数 PyRun_String() 从上一个带有开始符号的问题开始 Py_eval_input ；它解析表达式，计算表达式并返回其值。
如何从Python对象中提取C值？¶
这取决于对象的类型。如果是一个元组， PyTuple_Size() 返回其长度和 PyTuple_GetItem() 返回指定索引处的项。列表具有类似的功能， PyListSize() 和 PyList_GetItem() .
对于字节， PyBytes_Size() 返回其长度和 PyBytes_AsStringAndSize() 提供指向其值及其长度的指针。注意，python bytes对象可能包含空字节，因此 strlen() 不应使用。
要测试对象的类型，首先确保它不是 NULL 然后使用 PyBytes_Check() ， PyTuple_Check() ， PyList_Check() 等。
还有一个到python对象的高级API，由所谓的“abstract”接口--read提供 Include/abstract.h 更多详情。它允许使用诸如 PySequence_Length() ， PySequence_GetItem() 以及许多其他有用的协议，如数字 (PyNumber_Index() 以及PyMapping API中的映射。
如何使用py_buildValue（）创建任意长度的元组？¶
你不能用。 PyTuple_Pack() 相反。
如何从C调用对象的方法？¶
这个 PyObject_CallMethod() 函数可用于调用对象的任意方法。这些参数是对象、要调用的方法的名称、一个类似于 Py_BuildValue() ，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——无论是内置的还是用户定义的。你最终要负责 Py_DECREF() '返回值。
要调用，例如，带有参数10、0的文件对象的“seek”方法（假定文件对象指针为“f”）：
res = PyObject_CallMethod(f, "seek", "(ii)", 10, 0);
if (res == NULL) {
... an exception occurred ...
}
else {
Py_DECREF(res);
}
请注意，自 PyObject_CallObject() 总是 需要参数列表的元组，调用不带参数的函数，为格式传递“（）”，并使用一个参数调用函数，将参数括在括号中，例如“（i）”。
如何从pyerr_print（）（或任何打印到stdout/stderr的内容）捕获输出？¶
在python代码中，定义一个支持 write() 方法。将此对象分配给 sys.stdout 和 sys.stderr . 调用print_错误，或者只允许标准的回溯机制工作。然后，输出将转到 write() 方法发送它。
最简单的方法是使用 io.StringIO 类：
>>> import io, sys
>>> sys.stdout = io.StringIO()
>>> print('foo')
>>> print('hello world!')
>>> sys.stderr.write(sys.stdout.getvalue())
foo
hello world!
要执行相同操作的自定义对象如下所示：
>>> 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？¶
您可以获得指向模块对象的指针，如下所示：
module = PyImport_ImportModule("<modulename>");
如果模块尚未导入（即尚未在 sys.modules ，这将初始化模块；否则它只返回 sys.modules["<modulename>"] . 注意，它不会将模块输入任何名称空间——它只确保它已初始化并存储在 sys.modules .
然后，您可以访问模块的属性（即模块中定义的任何名称），如下所示：
attr = PyObject_GetAttrString(module, "<attrname>");
调用 PyObject_SetAttrString() 为模块中的变量赋值也有效。
如何从Python接口到C++对象？¶
根据您的需求，有许多方法。要手动执行此操作，请从阅读开始 the "Extending and Embedding" document . 对于Python运行时系统来说，C和C++之间没有太多的差异，因此，围绕C结构（指针）类型构建一个新的Python类型的策略也适用于C++对象。
对于C++库，请参见 写C程序很难，还有别的选择吗？ .
我使用安装文件添加了一个模块，但Make失败了；为什么？¶
安装程序必须以新行结尾，如果没有新行，则生成过程失败。（解决这个问题需要一些丑陋的shell脚本黑客，这个bug非常小，似乎不值得这么做。）
如何调试扩展？¶
当将gdb与动态加载的扩展一起使用时，在加载扩展之前，不能在扩展中设置断点。
在你 .gdbinit 文件（或交互），添加命令：
br _PyImport_LoadDynamicModule
然后，当您运行gdb时：
$ 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
我想在我的Linux系统上编译一个python模块，但是缺少一些文件。为什么？¶
大多数打包版本的python不包括 /usr/lib/python2.{x}/config/ 目录，其中包含编译python扩展所需的各种文件。
对于RedHat，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，您希望模拟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重字符串引号），它会给您一条语法错误消息，当输入无效时，它会立即提示您。
在python中，可以使用 codeop 模块，它充分模拟了解析器的行为。例如，idle使用这个。
在C语言中最简单的方法是调用 PyRun_InteractiveLoop() （可能在单独的线程中）并让Python解释器为您处理输入。您也可以设置 PyOS_ReadlineFunctionPointer() 指向您的自定义输入函数。见 Modules/readline.c 和 Parser/myreadline.c 更多提示。
但是，有时必须在与REST应用程序相同的线程中运行嵌入的Python解释器，并且不能允许 PyRun_InteractiveLoop() 在等待用户输入时停止。唯一的解决办法就是 PyParser_ParseString() 测试 e.error 等于 E_EOF ，表示输入不完整。以下是一个未经测试的示例代码片段，灵感来自亚历克斯·法伯的代码：
#define PY_SSIZE_T_CLEAN
#include <Python.h>
#include <node.h>
#include <errcode.h>
#include <grammar.h>
#include <parsetok.h>
#include <compile.h>
int testcomplete(char *code)
/* code should end in \n */
/* return -1 for error, 0 for incomplete, 1 for complete */
{
node *n;
perrdetail e;
n = PyParser_ParseString(code, &_PyParser_Grammar,
Py_file_input, &e);
if (n == NULL) {
if (e.error == E_EOF)
return 0;
return -1;
}
PyNode_Free(n);
return 1;
}
另一个解决方案正在尝试用 Py_CompileString() . 如果编译时没有错误，请尝试通过调用 PyEval_EvalCode() . 否则，保存输入以备以后使用。如果编译失败，通过从异常元组中提取消息字符串并将其与字符串“分析时意外的EOF”进行比较，找出它是错误还是只需要更多的输入。下面是使用GNU readline库的完整示例（您可能希望忽略 SIGINT 调用readline（））时：
#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);
}
如何查找未定义的g++符号u builtin_new或u pure_virtual？¶
要动态加载g++扩展模块，必须重新编译python，使用g++重新链接它（在python modules makefile中更改linkcc），并使用g++链接扩展模块（例如， g++ -shared -o mymodule.so mymodule.o ）
我可以用一些在C中实现的方法和其他在Python中实现的方法（例如通过继承）创建一个对象类吗？¶
是的，可以从内置类继承，例如 int ， list ， dict 等。
Boost Python库（BPL、HTTP://www. BOST.OR/LBS/PythON/DOCT/NETX.HTML）提供了一种从C++中实现这一点的方法（即，您可以从BC++中使用C++编写的扩展类继承）。