在Python中使用SWIG调用C和C++程序

swig介绍及用途说明

　　SWIG是Simplified Wrapper and Interface Generator的缩写，其官方站点是http://www.swig.org/。SWIG是个帮助使用C或者C++编写的软件能与其它各种高级编程语言进行嵌入联接的开发工具。SWIG能应用于各种不同类型的语言包括常用脚本编译语言例如Perl, PHP, Python, Tcl, Ruby and PHP。支持语言列表中也包括非脚本编译语言，例如C#, Common Lisp (CLISP, Allegro CL, CFFI, UFFI), Java, Modula-3, OCAML以及R，甚至是编译器或者汇编的计划应用（Guile, MzScheme, Chicken）。SWIG普遍应用于创建高级语言解析或汇编程序环境，用户接口，作为一种用来测试C/C++或进行原型设计的工具。SWIG还能够导出 XML或Lisp s-expressions格式的解析树。SWIG可以被自由使用，发布，修改用于商业或非商业中。

SWIG是一种简化脚本语言与C/C++接口的开发工具。简而言之，SWIG是一个通过包装和编译C语言程序来达到与脚本语言通讯目的的工具。　

因为C/C++的标准正在进步，因此SWIG也是一个不断发展的过程，在1.3版本中支持的特性包括：

　　－完全支持C99预处理

　　－所有的ANSI C和C＋＋数据类型

　　－支持函数、常量、变量

　　－支持类

　　－单重或者多重继承

　　－函数、方法的重载

　　－运算符重载

　　－C＋＋模版

　　－命名空间

　　－变长传入参数

　　－C＋＋ 的 smart指针

　　“非侵入式”创建接口:

　　对原有的C/C++源代码只需要很小的改动，或者根本不用改动。

　　将SWIG合并入安装系统:

　　当我们对原有的source code进行make或者build时，如何巧妙的将SWIG嵌入其中。

　　这是我们要重点考虑的问题。

　　自动产生代码：

　　SWIG通过的input文件的parse，自动生成output文件（wrapped），完全不需要手工

　　干预。　

　　   SWIG试图理解最为复杂的C＋＋语法并将其翻译为一系列简单的接口，而且所有的输出都

　　符合ANSI C标准，因而可以依赖任意一款编译器进行编译，这也保证了程序人员免于在

　　调试非标准C/C++语言方面付出的多余劳动。

　　第5章：SWIG基础

　　运行SWIG:

　　敲入swig命令，不带任何参数，就可以看到swig的所有参数输出和详细说明。

　　输入文件的格式，带.swg或.i后缀名的文件，最常见的格式如下所示：    

%module my_module
　　%{
　　＃i nclude
　　%}
　　extern double result;
　　void output_throught();
　　MyClass *my_class;

输出文件：

　　如果没有任何特别参数说明，输出文件包括一个包装source(my_module_wrap.cxx ，一个头文件)。

　　对C的声明进行简单包装:　　

　　处理基本类型问题，int/short/long/unsigned/signed/。

　　全局变量，SWIG可以将全局变量映射为脚本语言的变量。　　

　　指针与复杂对象:

　　简单的指针，最基本的C数据类型指针。

　　空指针NULL，被解释为字符串“NULL”或者是0值。

　　其他实际问题:

　　带值返回。

　　structure和union:

　　SWIG在处理Structure和Union时，存在的技巧和问题。

　　代码插入:

　　建立接口的策略。

swig命令常用参数

   swig -version 看SWIG开发工具的版本。

   swig -java 生成java代码。

   swig -help 看帮助。

  最佳的学习swig的方法就是到官方网站去看相关文档。

使用swig举例

   Python, Perl, Tcl都可以调用C的动态链接库，但必须把它们做成这些脚本语言的扩展模块，这样复杂度又变高了，工作量也大。

SWIG本质上是一个编译器，它可以通过C/C++的头文件或者一个特殊的接口文件来生成一个以_wrap.c为后缀的包装文件，例如你的C模块叫 test.c, 那么SWIG会为你生成一个test_wrap.c文件，然后将这两个文件编译成一个动态链接库，就能使用其它的脚本语言来调用。下面是个简单的例子:

tt.h

#ifdef _WIN32
int  __declspec ( dllexport )getvalue();
#else
int  getvalue();
#endif

tt.c

#include "tt.h"
int  getvalue()
{
    return  100;
}

下面使用swig和gcc来生成Python模块,环境：mingw32 + msys.  ( http://www.169it.com )

swig -python -module tt tt.h
gcc -c tt.c tt_wrap.c -I/usr/local/python25/include
gcc -shared tt.o tt_wrap.o -o tt.dll -L/usr/local/python25/libs -lpython25

tt_test_win.py:

from  ctypes  import  *
tt  =  CDLL( "tt.dll" )
print  tt.getvalue()

环境debian下:

swig -python -module tt tt.h
gcc -c tt.c tt_wrap.c -I/usr/local/include/python2.5
gcc -shared tt.o tt_wrap.o -o tt.so -L/usr/local/lib/python2.5 -lpython2.5

tt_test_linux.py:

from  ctypes  import  *
tt  =  CDLL( "./tt.so" )
print  tt.getvalue()

 在以上两个不同的环境下除了一些include和lib的路径不同以及动态连接库的扩展名不同外，代码基本都差不多。这样swig就将从C映射到Python等脚本语言的工作完成了，接下来所做的就是使用Python来测试用C所写的程序。

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  本文标题:在Python中使用SWIG调用C和C++程序
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