漂亮网站设计,网页游戏排行榜2022前十名竞技类游戏,网站建设与网页设计实训报告,北京知名企业100强博主未授权任何人或组织机构转载博主任何原创文章#xff0c;感谢各位对原创的支持#xff01; 博主链接 本人就职于国际知名终端厂商#xff0c;负责modem芯片研发。 在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作#xff0c;目前牵头6G算力网络技术标准研究。 博客…博主未授权任何人或组织机构转载博主任何原创文章感谢各位对原创的支持 博主链接 本人就职于国际知名终端厂商负责modem芯片研发。 在5G早期负责终端数据业务层、核心网相关的开发工作目前牵头6G算力网络技术标准研究。 博客内容主要围绕 5G/6G协议讲解 算力网络讲解云计算边缘计算端计算 高级C语言讲解 Rust语言讲解 文章目录 C语言与Python的互操作详解一、C语言调用Python实现方法1.1 调用流程1.2 关键结构体和函数介绍1.3 执行简单的Python语句1.4 执行文件中的Python语句1.5 Python模块加载和库函数函数调用1.6 C语言数据类型与Python数据类型的转换1.7 创建Python数据对象以及使用builtins函数 二、Python调用C语言实现方法2.1 调用流程2.2 将C函数打包成module2.3 如何定义一个类2.4 定义module的关键函数2.5 构建setup脚本将C语言编译成so、pyd等格式 三、C语言与Python的互操作示例3.1 C语言调用Pythondemo.py文件main.c文件 3.2 Python调用C语言main.py文件custom.c文件 C语言与Python的互操作详解 官方文档介绍https://docs.python.org/zh-cn/3/extending/index.html 由于Python可能会定义一些能在某些系统上影响标准头文件的预处理器定义因此在包含任何标准头文件之前必须先包含#includePython.h。并且推荐总是在Python.h前定义#define PY_SSIZE_T_CLEAN。 一、C语言调用Python实现方法
1.1 调用流程
将C语言数据转换为Python格式用转换后的数据执行对Python接口的函数调用将调用返回的数据从Python转换为C格式
1.2 关键结构体和函数介绍
使用下面的函数初始Python环境
PyConfig_InitPythonConfig() # 初始化一个PyConfig对象
PyConfig_Read() # 读取当前环境的配置信息
Py_InitializeFromConfig() # 使能客制化的Python环境其中一个重要的结构图是PyConfig,几个关键的属性含义如下
module_search_paths_set # 只有设置为1时下面的变量才生效module_search_paths # 增加指定的搜索路径
1.3 执行简单的Python语句
使用下面的函数可以执行简单的Python语句
# 执行字符串参数中的Python语句
PyRun_SimpleString()#例如:
PyRun_SimpleString(import sys)1.4 执行文件中的Python语句
使用下面的函数可以执行文件中的Python语句
# 执行字符串参数中的Python语句
PyRun_SimpleFile()# 例如:
FILE *fp fopen(path/to/main.py, r)
PyRun_SimpleFile(fp, path/to/main.py)1.5 Python模块加载和库函数函数调用
下面介绍如何加载Python模块并调用模块中的函数
PyImport_ImportModule() # 加载指定的Python模块
PyObject_GetAttrString() # 获取模块中的函数或者成员
PyCallable_Check() # 检测获取的模块对象是否可以调用
PyTuple_New() # 当从C调用Python函数的时候入参必须使用元组封装此函数创建一个元组对象
PyObject_CallObject() # 调用Python函数1.6 C语言数据类型与Python数据类型的转换
参考官网APIhttps://docs.python.org/zh-cn/3/c-api/stable.html
总结的命名规则如下
将Python数据类型转换为C语言数据类型 PyPython类型_AsC语言数据类型将C语言数据类型转换为Python数据类型 PyPython类型_FromC语言数据类型
1.7 创建Python数据对象以及使用builtins函数
如果要使用Python中的数据类型可以在官网查找 PyPython类型_XXX如果要使用Python builtins函数可以在查找 PyPython基础库_XXX 二、Python调用C语言实现方法
2.1 调用流程
将C语言数据类型转为Python格式用转换后的数据执行对Python接口的函数调用将调用返回的数据从Python转换为C语言格式
2.2 将C函数打包成module
我们需要将C变量和方法封装成类也可以定义module级别的方法然后打包成一个module发布出来之后Python便可以使用C函数了。下面介绍两个关键的数据结构。 PyModuleDef m_base 是基类应该总是PyModuleDef_HEAD_INITm_name模块的名字m_size 目前就设置为-1一些高级用法会用到这个参数m_methods模块方法列表 PyMethodDef ml_namePython看到的方法名称ml_meth 对应的C函数名ml_flags 指明函数是否有参数
2.3 如何定义一个类
定义一个类的关键数据类型是PyTypeObject这个类型中定义了一些类的属性
tp_name类的名字格式为modulename.classnametp_basicsize类的大小用于分配空间tp_itemsize如果是静态类则为0如果是动态类则非0tp_flags类的属性参数至少应该为Py_TPFLAGS_DEFAULTtp_new类的实例化函数tp_init类的初始化器tp_dealloc类的析构函数tp_members成员列表tp_methods方法列表结构同moduletp_getset属性get和set函数
涉及成员定义的结构体PyMemberDef关键成员含义
name Python中看到的成员名称type成员类型offset成员在结构体中的偏移量使用offset()函数获取
定义属性的get和set方法的结构体PyGetSetDef其关键成员含义
name Python看到的属性名称get、set对应属性的get、set方法
2.4 定义module的关键函数
当在Python中调用我们定义的模块时会调用一个PyMODINIT_FUNC PyInit_moduleName(void)函数。一个简单的PyInit_(void)实现流程为
使用PyType_Ready()为我们定义的静态类分类内存空间使用PyModule_Create()创建module然后使用PyModule_AddObject()将我们定义的类注册到module中 详细过程可以看下面的demo 2.5 构建setup脚本将C语言编译成so、pyd等格式
# file name setup.pyfrom distutils.core import setup, Extensionmodule1 Extension(moduleName, sources [moduleName.c])setup (name moduleNameversion 1.0description This is a Demoext_modules [module1 ])将上面代码中的moduleName替换为你的module名称在sources中添加对应的C文件不需要添加头文件。使用下面的命令编译和安装
python setup.py buildpython setup.py install当然现在有很多库实现了python调用C语言例如 CythoncffictypesSWIG 三、C语言与Python的互操作示例
3.1 C语言调用Python
demo.py文件
def print_c_point(p)print(p)main.c文件
#define PY_SSIZE_T_CLEAN
#include Python.hPyStatus init_python(const char *program_name, const wchar_t *additional_search_path)
{assert(program_name);PyStatus status;PyConfig config;PyConfig_InitPythonConfig(config);status PyConfig_SetBytesString(config, config.program_name, program_name);if(PyStatus_Exception(status)){goto done;}status PyConfig_Read(config)if(PyStatus_Exception(status)){goto done;}if(additional_search_path){config.module_search_paths_set 1;status PyWideStringList_Append(config.module_search_paths, additional_search_path);if(PyStatus_Exception(status)){goto done;}}status Py_InitializeFromConfig(config);done:PyConfig_Clear(config);return status;
}int main(int argc, char *argv[])
{init_python(argv[0], NULL);PyRun_SimpleString(from time import time, ctime\nprint(Today is, ctime(time()))\n);File *fp fopen(path/to/demo.py, r);PyRun_SimpleFile(fp, path/to/demo.py);PyObject *pyModule, *pyFunc;PyObject *pyArgs, *pyValue;pyModule PyImport_ImportModule(demo.py);if(!pyModule){PyErr_Print();goto end;}pyFunc PyObject_GetAttrString(pyModule, print_c_point);if(!pyFunc){Py_DECREF(pyModule);PyErr_Print();goto end;}if(PyCallable_Check(pyFunc)){pyArgs PyTuple_New(1);for(int i0;i 1;i){pyValue PyLong_FromLong(3);if(!pyValue){Py_DECREF(pyArgs);PyErr_Print();goto end;}PyTuple_SetItem(pyArgs, i, pyValue);}pyValue PyObject_CallObject(pyFunc, pyArgs);Py_DECREF(pyArgs);if(pyValue){printf(The result is %ld.\n. PyLong_AsLong(pyValue));Py_DECREF(pyValue);} else {PyErr_Print();goto end;}}Py_DECREF(pyFunc);Py_DECREF(pyModule);end:if(Py_FinalizeEx() 0)exit(-1);return 0;
} 3.2 Python调用C语言
main.py文件
import customif __main__ __name__:use_custom(custom module, 1234)custom.c文件
typedef struct {PyObject_HEADPyObject *user_name;unsigned int passwd;
} customObject;static int
custom_clear(customObject *self)
{Py_CLEAR(self-user_name);return 0;
}static void
custom_dealloc(customObject *self)
{PyObecjt_GC_UnTrack(self);custom_clear(self);Py_TYPE(self)-tp_free((PyObject*) self);
}static PyObject*
custom_new(PyTypeObject *type, PyObject *args, PyObject *kwds)
{customObject *self;self (customObject *)type-tp_alloc(type, 0);if(self ! NULL){self-user_name PyUnicode_FromString();if(self-user_name NULL){Py_DECREF(self);return NULL;}self-passwd 1234;}return (PyObject *) self;
}static int
custom_init(customObject *self, PyObject *args, PyObject *kwds)
{static char *kwlist[] {user_name,passwd,NULL};PyObject *user_name NULL, *tmp;if(!PyArg_ParseTupleAndKeywords(args, kwds, |UkI, kwlist, user_name, self-passwd))return -1;if(user_name){tmp self-user_name;Py_INCREF(user_name);self-user_name user_name;Py_DECREF(tmp);}return 0;
}static PyMemberDef
custom_members[] {{passwd, T_ULONG, offset(customObject, passwd), 0, user password},{NULL}
};static PyObject *
custom_getusername(customObject *self, void *closure)
{Py_INCREF(self-user_name);return self-user_name;
}static PyObject *
custom_setusername(customObject *self, PyObject *value, void *closure)
{if(value NULL) {PyErr_SetString(PyExc_TypeError, user name is not NULL);return -1;}if(!PyUnicode_Check(value)) {PyErr_SetString(PyExc_TypeError, user name should string);return -1;}Py_INCREF(value);Py_CLEAR(self-user_name);self-user_name value;return 0;
}static int
custom_getpassword(customObject *self, void *closure)
{PyObject *tmp PyLong_FromUnsignedLong(self-passwd);Py_INCREF(tmp);return tmp;
}static int
custom_setpassword(customObject *self, PyObject *value, void *closure)
{if(value NULL) {PyErr_SetString(PyExc_TypeError, user password is not NULL);return -1;}if(!PyLong_Check(value)) {PyErr_SetString(PyExc_TypeError, user password should integer);return -1;}self-passwd PyLong_AsUnsignedLong(value);return 0;
}static PyGetSetDef
custom_getsetters[] {{user_name, (getter)custom_getusername, (setter)custom_setusername, user name, NULL},{passwd, (getter)custom_getpassword, (setter)custom_setpassword, user password, NULL},{NULL}
};static PyObject*
custom_printUserInfo(customObject *self, PyObject *Py_UNUSED(ignored))
{printf(user name is %s and password is %ld.\n,self-user_name,self-passwd);
}static PyMethodDef custom_methods[] {{custom_printUserInfo, (PyCFunction) custom_printUserInfo, METH_NOARGS, print user info},{NULL}
};static PyTypeObject customType {PyVarObject_HEAD_INIT(NULL,0).tp_name custom.custom,.tp_doc PyDoc_STR(custom object),.tp_basicsize sizeof(customObject),.tp_itemsize 0,.tp_flags Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_BASETYPE | Py_TPFLAGS_HAVE_GC,.tp_new custom_new,.tp_init (initproc)custom_init,.tp_dealloc (destructor) custom_dealloc,.tp_clear (inquiry) custom_clear,.tp_members custom_members,.tp_methods custom_methods,.tp_getset custom_getsetters,
};static PyModuleDef custommodule {PyModuleDef_HEAD_INIT,.m_name custom,.m_doc example module that creates an extension type,.m_size 1
};PyMODINIT_FUNC
PyInit_custom(void)
{PyObject *m;if(PyType_Ready(customType) 0)return NULL;m PyModule_Create(custommodule);if(m NULL) return NULL;Py_INCREF(customType);if(PyModule_AddObject(m, custom, (PyObject*)customType) 0){Py_DECREF(customType);Py_DECREF(m);return NULL;}return m;
}
