2020-02-23

C扩展Python模块,实现地震数据的I/O

在Python进行应用开发时,为提升性能,需要使用C开发出Python模块,本文以地震数据I/O为例说明C开发模块方法,步骤。

1、工具

QT Creator4.2.1

  在.pro文件中添加Python库,

INCLUDEPATH +=D:/Python36-32/include ############# python enviroment

LIBS += -LD:/Python36-32/libs  \

-lpython36

2、编译器

MinGW5.3

3、模块开发

  创建.C文件  seismicio.c

头文件包含如下:

#if defined(_DEBUG) && defined(_MSC_VER)

#  define _CRT_NOFORCE_MAINFEST 1

#  undef _DEBUG

#  include

#  include

#  define _DEBUG 1

#else

#  include

#  include

#endif


定义segy数据相关结构

typedef struct {

    PyObject_HEAD

    PyObject* readbuf;  //读取的数据缓存

    PyObject* tracedatabuf;  //一道数据缓存

    PyObject* traceformat;  /*240道头格式*/ // list[{dict},{dict}]

    PyObject* h400format;  //400文件头格式 list[{dict},{dict}]

#ifdef __cplusplus

    seismic_file *fd;

#else

    struct seismic_file *fd;

#endif

    int samples;

    int dt;

    int tracelength;

    long long tracecount;

}seismiciofd;


定义Python Seismiciofd对象

PyTypeObject Seismiciofd = {

    PyVarObject_HEAD_INIT( NULL, 0 )

    "_seismicio.seismicfd",              /* name */

    sizeof( seismiciofd ),            /* basic size */

    0,                              /* tp_itemsize */

    (destructor)dealloc,        /* tp_dealloc */

    0,                              /* tp_print */

    0,                              /* tp_getattr */

    0,                              /* tp_setattr */

    0,                              /* tp_compare */

    0,                              /* tp_repr */

    0,                              /* tp_as_number */

    0,                              /* tp_as_sequence */

    0,                              /* tp_as_mapping */

    0,                              /* tp_hash */

    0,                              /* tp_call */

    0,                              /* tp_str */

    0,                              /* tp_getattro */

    0,                              /* tp_setattro */

    0,                              /* tp_as_buffer */

    Py_TPFLAGS_DEFAULT,            /* tp_flags */

    "segyio file descriptor",      /* tp_doc */

    0,                              /* tp_traverse */

    0,                              /* tp_clear */

    0,                              /* tp_richcompare */

    0,                              /* tp_weaklistoffset */

    0,                              /* tp_iter */

    0,                              /* tp_iternext */

    methods,                    /* tp_methods */

    0,                              /* tp_members */

    0,                              /* tp_getset */

    0,                              /* tp_base */

    0,                              /* tp_dict */

    0,                              /* tp_descr_get */

    0,                              /* tp_descr_set */

    0,                              /* tp_dictoffset */

    (initproc)init,            /* tp_init */

};


定义地震数据I/O模块对象

PyMethodDef SeismicMethods[] = {

  // { "putfield", (PyCFunction) putfield, METH_VARARGS, "Put a header field." },

    { NULL }

};

模块初始化:

* module initialization */

#ifdef IS_PY3K

static struct PyModuleDef seismicio_module = {

        PyModuleDef_HEAD_INIT,

        "_seismicio",  /* name of module */

        NULL, /* module documentation, may be NULL */

        -1,  /* size of per-interpreter state of the module, or -1 if the module keeps state in global variables. */

        SeismicMethods

};

PyMODINIT_FUNC

PyInit__seismicio(void) {

    Seismiciofd.tp_new = PyType_GenericNew;

    if( PyType_Ready( &Seismiciofd ) < 0 ) return NULL;

    PyObject* m = PyModule_Create(&seismicio_module);

    if( !m ) return NULL;

    Py_INCREF( &Seismiciofd );

    PyModule_AddObject( m, "seismiciofd", (PyObject*)&Seismiciofd );

    return m;

}

#else

PyMODINIT_FUNC

init_seismicio(void) {

    Segyiofd.tp_new = PyType_GenericNew;

    if( PyType_Ready( &Seismiciofd ) < 0 ) return;

    PyObject* m = Py_InitModule("_seismicio", SeismicMethods);

    Py_INCREF( &Seismiciofd );

    PyModule_AddObject( m, "seismiciofd", (PyObject*)&Seismiciofd );

}

#endif

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