使用C写Python的模块

背景

之前已经写过一个rust给python做扩展包的了。然后我就在想，如何使用C给python做扩展呢，毕竟python的底层就是使用C写的。

于是整理了网上的资料，分享一个简单的demo。

环境

1. 系统：MAC 12.3.1系统（已经安装xcode）
2. IDE：使用的是Clion
3. python：Anaconda安装的python 3.9版本

步骤

1. 创建项目

使用clion创建一个项目：【C可执行文件】 -> 项目名称为【untitled0430004】-> 语言标准为【C17】。

2. 修改cmake

进入项目后，clion已经创建了一个cmakeLists.txt。

在cmakeLists.txt导入库，导入库后，Clion可以在我们写c的时候，会有自动代码提醒的功能。（cmake在本次项目中不起到编译作用）。

具体是在cmakeLists.txt里面再

添加下面代码：

find_package(PythonLibs REQUIRED)
include_directories(${PYTHON_INCLUDE_DIRS})
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${PYTHON_LIBRARIES})

添加完成后，大概是这样的（这里面的中文只是为了给你看到，实际上不建议在cmakelist里面添加中文注释）

3. 编写main.c文件

这里直接分享我写的文件代码了，把下面的代码放到main.c。

#include 
#include 

static PyObject *_hello_wrold(PyObject *self) {
    return PyUnicode_FromString("hello world 1");
}

static PyObject *_hello(PyObject *self, PyObject *args) {
    PyObject *name;
    if (!PyArg_ParseTuple(args, "U", &name)) {
        return NULL;
    }
    PyObject *upper = PyObject_CallMethod(name, "upper", NULL);
    if (!upper) {
        return NULL;
    }
    PyObject *ret = PyUnicode_FromFormat("hello %U", upper);

    return ret;

}

static struct PyMethodDef methods[] = {
        {"hello_world", (PyCFunction) _hello_wrold, METH_NOARGS},
        {"hello",       (PyCFunction) _hello,       METH_VARARGS},

        {NULL, NULL}
};


static struct PyModuleDef module = {
        PyModuleDef_HEAD_INIT,
        "_hello",
        NULL,
        -1,
        methods
};


PyMODINIT_FUNC PyInit__hello(void) {
    return PyModule_Create(&module);
}


int main() {
//    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

4. 打包这个包

python给文件打包，都是使用的setuptools包（python的包），需要把打包的东西，放在一个名字叫setup.py的文件中。

1. 创建一个名字叫setup.py的文件。

2. 文件结构如下：
   

3. 向setup.py里面写入python代码，内容如下：

from setuptools import setup
from setuptools import Extension

setup(
    name="hello-lib",
    version="0.0.1",
    ext_modules=[Extension("_hello", ['main.c'])]
)

5. 安装这个包

在这个项目下，打开终端， 输入pip install .即可。

最后成功编译且安装成功，打印出如下信息：

6.测试这个包

不难发现这个包的名字叫_hello。

创建一个文件：code001.py

写入下面的代码，做测试：

import _hello

if __name__ == '__main__':
    print(_hello.hello_world())
    print(_hello.hello("ok"))
    print(_hello.hello("wo hao e"))

效果如下：整体来看也没什么问题。

注意事项

1. 这里的cmake在编译的时候，好像是没起到什么作用。只是让我们写代码更加舒服了。因为clion在做代码自动补全的时候，是依靠cmakelist来的，如果cmakelist里面导入了包，那么clion就会对这个包内的所有函数做补全。
2. 这里的案例都是很简单的，只是流程跑通了，具体细节我没有介绍（可以看参考链接），后面再做复杂的介绍。（我也在学习，请大家多多指教）。

参考链接

1. camke导入python库，是在这里看到的：https://blog.csdn.net/fireflychh/article/details/77413005
2. 这套代码的内容是从这里学到的：https://www.youtube.com/watch?v=HrEzCI3jIHw

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