1 ?python擴展模塊的組成

在python中，對于一些和系統相關的模塊或者對性能要求很高的模塊，通常會把這個模塊C化。擴展模塊中主要包含下面幾個部分：

init函數，函數名為：init+模塊名，這個函數負責初始化模塊，包括設置模塊中的方法、對象和其它相關數據的初始化。這個函數是必須的，在腳本中第一次導入這個模塊的時候，會先執行這個方法。

定義模塊方法描述表，它是一個static類型的PyMethodDef數據結構，用來描述模塊中定義的方法。

C函數定義，這些函數是方法描述表中方法的具體實現。

如果模塊中定義了類，那么還要定義類方法描述表和對象類型。

2 ?實現python擴展模塊實例

當然，有了上面的組成部分，你還是不知道怎么實現一個模塊，下面就用官方的一個例子來演示怎么實現一個python擴展模塊，這個擴展模塊用來實現在python中執行命令行命令。

// spam.c

1 #include "Python.h"

2

3 static PyObject *SpamError;4

5 static PyObject *

6 spam_system(PyObject *self, PyObject *args)7 {8 const char *command;9 intsts;10

11 if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &command))12 returnNULL;13 sts =system(command);14 if (sts < 0) {15 PyErr_SetString(SpamError, "System command failed");16 returnNULL;17 }18 returnPyLong_FromLong(sts);19 }20

21 static PyMethodDef SpamMethods[] ={22 {"system", spam_system, METH_VARARGS,23 "Execute a shell command."},24 {NULL, NULL, 0, NULL} /*Sentinel*/

25 };26

27 PyMODINIT_FUNC28 initspam(void)29 {30 PyObject *m;31

32 m = Py_InitModule("spam", SpamMethods);33 if (m ==NULL)34 return;35

36 SpamError = PyErr_NewException("spam.error", NULL, NULL);37 Py_INCREF(SpamError);38 PyModule_AddObject(m, "error", SpamError);39 }

上面的initspam是模塊的初始化函數，函數開始調用了Py_InitModule初始化了一個名為spam的模塊，模塊的方法描述表是SpamMethods，它描述了模塊有個名為system的方法，這個方法的c/c++實現是spam_system函數。從spam_system函數可以看到它就是調用system函數執行從python傳過來的命令。有了上面的代碼，我們怎樣在python中使用了？很簡單，先將上面代碼編譯成動態鏈接庫，然后直接在python中用import語句導入這個模塊就可以用了。在Windows下的用vs編譯就行，不過在vs建立了dll工程后，需要設置下工程的屬性，目的是設置python擴展涉及到的頭文件路徑和動態庫。具體設置如下：先在VC++目錄中設置include和lib路徑，然后在鏈接器的附加依賴項中添加python27.lib庫。

設置好后直接編譯就可以了，將編譯生成的dll文件后綴名改成pyd，然后就可以在python中直接用import導入這個模塊了。是不是非常的簡單！！！！

3 ?實現python擴展模塊中定義類

上面的實現是在模塊中定義函數來實現執行命令行命令，我們也可以在模塊中定義類，然后用類的方法來執行這個命令。代碼如下：

// spam.c

1 #include "Python.h"

2

3 static PyObject *SpamError;4

5 static PyObject *

6 spam_system(PyObject *self, PyObject *args)7 {8 const char *command;9 intsts;10

11 if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &command))12 returnNULL;13 sts =system(command);14 if (sts < 0) {15 PyErr_SetString(SpamError, "System command failed");16 returnNULL;17 }18 returnPyLong_FromLong(sts);19 }20

21 static PyMethodDef SpamMethods[] ={22 {"system", spam_system, METH_VARARGS,23 "Execute a shell command."},24 {NULL, NULL, 0, NULL} /*Sentinel*/

25 };26

27 PyTypeObject *SpamType =NULL;28

29 PyMODINIT_FUNC30 initspam(void)31 {32 static PyTypeObject _SpamType ={33 PyObject_HEAD_INIT(NULL)34 0, //ob_size

35 "spam.Spam", //tp_name

36 sizeof(PyObject), //tp_basicsize

37 0, //tp_itemsize

38 0, //tp_dealloc

39 0, //tp_print

40 0, //tp_getattr

41 0, //tp_setattr

42 0, //tp_compare

43 0, //tp_repr

44 0, //tp_as_number

45 0, //tp_as_sequence

46 0, //tp_as_mapping

47 0, //tp_hash

48 0, //tp_call

49 0, //tp_str

50 0, //tp_getattro

51 0, //tp_setattro

52 0, //tp_as_buffer

53 Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_BASETYPE , //tp_flags

54 0, //tp_doc

55 0, //tp_traverse

56 0, //tp_clear

57 0, //tp_richcompare

58 0, //tp_weaklistoffset

59 0, //tp_iter

60 0, //tp_iternext

61 SpamMethods, //tp_methods

62 0, //tp_members

63 0, //tp_getset

64 0, //tp_base

65 0, //tp_dict

66 0, //tp_descr_get

67 0, //tp_descr_set

68 0, //tp_dictoffset

69 0, //tp_init

70 0, //tp_alloc

71 PyType_GenericNew, //tp_new

72 };73

74 PyObject *m;75

76 m = Py_InitModule("spam", NULL);77 if (m ==NULL)78 return;79 if (PyType_Ready(&_SpamType) < 0)80 return;81 SpamType = &_SpamType;82 Py_INCREF(SpamType);83 PyModule_AddObject(m, "Spam", (PyObject*)SpamType);84 SpamError = PyErr_NewException("spam.error", NULL, NULL);85 Py_INCREF(SpamError);86 PyModule_AddObject(m, "error", SpamError);87 }

上面的代碼與之前的代碼只是多了個Spam類的定義，使用的時候通過Spam的實例化對象來調用system函數。

4 ?Python/C API涉及的引用計數問題

通過上面的例子，是不是覺得寫python的C擴展模塊非常的簡單呢？其實不然，主要是python中有個引用計數問題，在寫擴展模塊的時候必須非常小心的處理，否則很有容易導致內存泄露。根據python官方的定義，在Python/C API中，引用計數的行為被歸納為三種：new reference、borrow reference和steal reference，前兩種用于描述返回PyObject*類型的函數對返回的這個對象的引用計數的行為；后一種用于將一個PyObject*類型傳入函數后，函數對這個對象的引用計數的行為。new referenc表示函數將這個對象引用的所有權轉交給函數調用者了，由函數的調用者來管理這個引進的計數，也就是說調用者不用這個引用的時候必須顯示的調用?Py_DECREF()或者Py_XDECREF()來釋放這個引用，典型的函數是PyObject_、PyNumber_、PySequence_和PyMapping_；borrow reference與new reference剛好相反，表示函數的調用者只管用這個引用，不用關心它的引用計數，用完了也不用顯示調用Py_DECREF()或者Py_XDECREF()來釋放這個引用，典型的函數是PyList_GetItem、PyTuple_GetItem；steal reference表示函數內部只會使用這個引用，不會調用Py_INCREF來增加這個引用的引用計數，相當于“偷了”被調用者的一個引用計數，典型的函數是PyList_SetItem()和PyTuple_SetItem()。因此，在編寫C擴展的時，如果遇到某個Python/C API不確定是哪種reference的時候，建議查下官方文檔，文檔中會明確的說明這個函數是哪類reference(如下圖所示)，這樣能大大減少引用計數的問題。

5 ?參考

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python好多模块和c相识_快速实现python c扩展模块的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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