c语言编写python模块

本文档主要介绍如何使用VS2010来把c语言编写好的函数编译成python模块1.准备1.1主要工具笔者的主要工具有:python-2.7.6.amd64，即64位的python，当然，32位的也可以，可到下载，本人用的是python2.7，用python3.x估计也没有问题，我未用过.VS2010，这个不用解释了吧。c语言的编译器必须要有的，VS的版本可以随意选择，不过貌似python对VS2010不是特别的支持，支持得比较好的是VS2008。后面会介绍使用VS2010遇到的问题，当然最后得到了解决。说实话，VS2010也不算新的了，python都2.7了还不支持，真坑爹。swigwin-3.0.0，这是个好用的小工具，可以非常方便地把我们非常自然的c语言编写的函数进行转换，转换成可以编译成python模块的包装代码，可以说是中间工具了。可到，Windows用户应该下载swigwin-3.0.0。1.2设置环境变量必须设置python和swig的环境变量，本人python的安装目录为D:\python\Python27，swig的解压目录为D:\swigwin-3.0.0，将其添加到path环境变量即可。注意：安装目录必须要按照自己的安装目录进行设置，后面的命令也要用到安装目录，因此这里提醒一下。2.编写c语言代码并生成Python模块2.1使用swig生成包装代码并编译编写c语言函数这里笔者使用《Python基础教程（第二版）》中的回文函数例子。先编写好两个文件:palindrome.c与palindrome.i程序（这是自己编写的c语言函数）：#includestring.hintis_palindrome(char*text){inti,n=strlen(text);for(i=0;i=n/2;++i){if(text[i]!=text[n-i-1])return0;}return1;}代码：%modulepalindrome%{#includestring.h%}externintis_palindrome(char*text);两个文件如图所示，本人把两个文件放在了D:\python\ceshi中palindrome2.c暂时先不用管它，等下会知道的。打开VisualStudiox64Win64命令提示(2010)，32位的用VisualStudio命令提示(2010)进入palindrome.c与palindrome.i所在的文件夹（笔者的是D:\python\ceshi）输入以下命令swig-pythonpalindrome.icl/cpalindrome.ccl/ID:\python\Python27\include/cpalindrome_wrap.ccl/LDpalindrome.objpalindrome_wrap.obj/ID:\python\Python27\includeD:\python\Python27\libs\python27.lib/o_palindrome.pyd第一条命令swig-pythonpalindrome.i使用palindrome.i对palindrome.c进行转换会生成palindrome_wrap.c和palindrome.py两个文件，如图所示其中palindrome_wrap.c是重要的，这叫包装代码，其实假如自己直接写包装代码的话，那么前面就不用写palindrome.c，后面会介绍自己写包装代码而不靠swig。第二第三条命令cl/cpalindrome.ccl/ID:\python\Python27\include/cpalindrome_wrap.c其中/c是指编译但不链接，即只生成.obj文件,/I是指附加包含文件，注意严格区分大小写之后陆续生成两个文件，如图所示最后一条命令cl/LDpalindrome.objpalindrome_wrap.obj/ID:\python\Python27\includeD:\python\Python27\libs\python27.lib/o_palindrome.pyd/LD是指创建动态链接库，而/o则表示指定输出的文件名，注意，/o并不是标准的选项，可查阅(v=vs.100).aspx，因此执行后会出现警告”cl:命令行warningD9035:“o”选项已否决，并将在将来的版本中移除”，但是实际上也是会生成_palindrome.pyd的，因此/o选项还是可用的。实际上，/o非常有用，如果不用它的话，那么就只能调用链接器命令link，这就比较麻烦了，因此即使此选项已被否决，但能用的话还得用。最后生成_palindrome.pyd，如图所示实际上，如果没有/o_palindrome.pyd这一项，则会生成palindrome.dll，只是这里改了后缀名为.pyd，如果后缀是.dll的话，那么python将不能识别，.pyd是python在Windows中能识别的模块后缀，而在Linux中则是.so。注意，_palindrome前面的下划线_是非常有讲究的，它配合swig的生成规则，假如取其它名字的话，则模块不能导入成功。因此，假如不用/o_palindrome.pyd这一项的话，则必须手动把palindrome.dll改为_palindrome.pyd。将_palindrome.pyd文件复制到D:\python\Python27\Lib\site-packages中，这样的话python就可以调用该模块了注：写这一部分其实是有目的的，这是因为《Python基础教程》只给出了gcc的编译方法，而没有给出VS的编译方法，幸好网上查找到了于是再自己稍加摸索，找出了VS对应的步骤。《Python基础教程（第二版）》P298给出的gcc的命令是这样的gcc–cpalindrome.cgcc–I$PYTHON_HOME–I$PYTHON_HOME/Include–cpalindrome_wrap.cgcc–sharedpalindrome.opalindrome_wrap.o–o_palindrome.sogcc的-c对应cl的/c，都是编译但不链接的意思，–I对应/I，都是附加包含文件的意思，而-shared对应/LD，都是创建动态链接库的意思。而这里.o对应.obj，.so对应.pyd，都差不多，甚至选项的符号-在cl命令中也可以用，例如-c选项在cl命令中也是可以使用的。2.2自己编写包装代码这个笔者只是简短介绍，具体请查阅《Python基础教程（第二版）》，编写palindrome2.c（这个前面提到过）代码如下#includePython.hstaticPyObject*is_palindrome(PyObject*self,PyObject*args){inti,n;constchar*text;intresult;/*smeansasinglestring:*/if(!PyArg_ParseTuple(args,s,&text)){returnNULL;}/*Theoldcode,moreorless:*/n=strlen(text);result=1;for(i=0;i=n/2;++i){if(text[i]!=text[n-i-1]){result=0;break;}}/*imeansasingleinteger:*/returnPy_BuildValue(i,result);}/*Alistingofourmethods/functions:*/staticPyMethodDefPalindromeMethods[]={/*name,function,argumenttype,docstring*/{is_palindrome,is_palindrome,METH_VARARGS,Detectpalindromes},/*Anend-of-listingsentinel:*/{NULL,NULL,0,NULL}};/*Aninitializationfunctionforthemodule(thenameissignificant):*/PyMODINIT_FUNCinitpalindrome(){Py_InitModule(palindrome,PalindromeMethods);}其中里面指定了模块名为palindrome，因此输出的文件名也一定要为palindrome执行代码cl/LDpalindrome2.c/ID:\python\Python27\includeD:\python\Python27\libs\python27.lib/opalindrome.pyd就这么简单地搞定了。3.使用Distutils3.1自行写包装代码的情况前面使用这么多命令是不是晕了呢，的确，这样输命令非常不友好。不过不用怕，python提供了一个内置的工具Distutils来使用，只要再编写一个setup.py文件，再输入一条简单的命令，Distutils就可以帮你把编译，安装一手包办。这里先不用swig，用前面提到的palindrome2.c，然后编写setup.py文件，如图所示代码如下：fromdistutils.coreimportsetup,Extensionsetup(name='palindrome',version='1.0',ext_modules=[Extension('palindrome',['palindrome2.c'])])然后运行pythonsetup.pyinstall出现了错误！前面说了，python2.7对VS2010不是特别地支持，但对VS2008是支持的，因此假如安装了VS2008的话，那么不会有任何问题，但VS2010则会出现问题。解决方法是，输入SETVS90COMNTOOLS=%VS100COMNTOOLS%命令，硬性设置环境变量，为什么这样设置呢，具体可以参考然后再执行pythonsetup.pyinstall这次总算成功了，图中可以看到会有一些警告，不过可以安心地忽略它。并且，还能够知道Distutils具体的运行是怎样的，它实际上就是把前面的提到的手动编译的命令集成到里面去罢了，没什么神秘的。我们还可以注意到，Distutils还智能地复制了palindrome.pyd的副本到D:\python\Python27\Lib\site-packages里面，不用自己手动复制了，挺方便的，这其实是pythonsetup.pyinstall中的install决定的，假如命令是pythonsetup.pybuild的话，则不会把模块文件安装过去。3.2使用swig的情况假如使用swig的话，那么在命令行中使用的swig的命令也可以省去了，因为Distutils也会帮我们执行。把setup.py改成如图所示（这里使用《Python基础教程》（第二版）P310中的代码）：注意，这里用的是palindrome.c，不是palindrome2.c了，并且因为要用swig，因此palindrome.i也是必须的。然后输入命令pythonsetup.pyinstall很不幸，出现了错误！无法解析的外部符号。为什么会这样呢，明明照着书本做的喔。想了想前面用的模块名，是_palindrome，已经说了此模块名是有讲究的，是为了配合swig的生成规则，那么改一下是不是就行呢？于是我对setup