Hướng dẫn can i call c function from python? - tôi có thể gọi hàm c từ python không?

Các loại dữ liệu Marshalling

Chờ đợi! Trước khi bạn bắt đầu viết các ràng buộc Python, hãy xem dữ liệu của Python và C Store và loại vấn đề này sẽ gây ra như thế nào. Đầu tiên, hãy để xác định Marshalling. Khái niệm này được định nghĩa bởi Wikipedia như sau:marshalling. This concept is defined by Wikipedia as follows:

Quá trình chuyển đổi biểu diễn bộ nhớ của một đối tượng thành định dạng dữ liệu phù hợp để lưu trữ hoặc truyền. (Nguồn)

Đối với mục đích của bạn, Marshalling là những gì các ràng buộc Python đang làm khi họ chuẩn bị dữ liệu để chuyển nó từ Python sang C hoặc ngược lại. Các ràng buộc Python cần phải thực hiện Marshalling vì Python và C lưu trữ dữ liệu theo những cách khác nhau. C lưu trữ dữ liệu ở dạng nhỏ gọn nhất trong bộ nhớ có thể. Nếu bạn sử dụng

$ invoke --list
Available tasks:

  all              Build and run all tests
  build-cffi       Build the CFFI Python bindings
  build-cmult      Build the shared library for the sample C code
  build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
  build-cython     Build the cython extension module
  build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
  clean            Remove any built objects
  test-cffi        Run the script to test CFFI
  test-ctypes      Run the script to test ctypes
  test-cython      Run the script to test Cython
  test-pybind11    Run the script to test PyBind11

Trong Python, mặt khác, mọi thứ đều là một đối tượng. Điều này có nghĩa là mỗi số nguyên sử dụng một số byte trong bộ nhớ. Có bao nhiêu người sẽ phụ thuộc vào phiên bản Python mà bạn đang chạy, hệ điều hành của bạn và các yếu tố khác. Điều này có nghĩa là các ràng buộc python của bạn sẽ cần chuyển đổi số nguyên C thành số nguyên python cho mỗi số nguyên được truyền qua ranh giới.object. This means that each integer uses several bytes in memory. How many will depend on which version of Python you’re running, your operating system, and other factors. This means that your Python bindings will need to convert a C integer to a Python integer for each integer passed across the boundary.

Các loại dữ liệu khác có mối quan hệ tương tự giữa hai ngôn ngữ. Hãy lần lượt nhìn vào từng người:

• Số nguyên lưu trữ số lượng đếm. Python lưu trữ các số nguyên với độ chính xác tùy ý, có nghĩa là bạn có thể lưu trữ rất, rất, số lượng lớn. C Chỉ định kích thước chính xác của số nguyên. Bạn cần nhận thức được các kích thước dữ liệu khi bạn di chuyển giữa các ngôn ngữ để ngăn các giá trị số nguyên Python tràn các biến số nguyên C. store counting numbers. Python stores integers with arbitrary precision, meaning that you can store very, very, large numbers. C specifies the exact sizes of integers. You need to be aware of data sizes when you’re moving between languages to prevent Python integer values from overflowing C integer variables.

• Số điểm nổi là những con số có vị trí thập phân. Python có thể lưu trữ các số điểm nổi lớn hơn (và nhỏ hơn nhiều) hơn nhiều so với C. Điều này có nghĩa là bạn cũng sẽ phải chú ý đến các giá trị đó để đảm bảo chúng ở trong phạm vi. are numbers with a decimal place. Python can store much larger (and much smaller) floating-point numbers than C. This means that you’ll also have to pay attention to those values to ensure they stay in range.

• Các số phức là những con số có một phần tưởng tượng. Trong khi Python có các số phức tạp tích hợp và C có số lượng phức tạp, nhưng không có phương pháp tích hợp nào để sắp xếp giữa chúng. Đối với các số phức tạp, bạn sẽ cần xây dựng một

  $ invoke --list
  Available tasks:
  
    all              Build and run all tests
    build-cffi       Build the CFFI Python bindings
    build-cmult      Build the shared library for the sample C code
    build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
    build-cython     Build the cython extension module
    build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
    clean            Remove any built objects
    test-cffi        Run the script to test CFFI
    test-ctypes      Run the script to test ctypes
    test-cython      Run the script to test Cython
    test-pybind11    Run the script to test PyBind11
  

  7 hoặc

  $ invoke --list
  Available tasks:
  
    all              Build and run all tests
    build-cffi       Build the CFFI Python bindings
    build-cmult      Build the shared library for the sample C code
    build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
    build-cython     Build the cython extension module
    build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
    clean            Remove any built objects
    test-cffi        Run the script to test CFFI
    test-ctypes      Run the script to test ctypes
    test-cython      Run the script to test Cython
    test-pybind11    Run the script to test PyBind11
  

  8 trong mã C để quản lý chúng. are numbers with an imaginary part. While Python has built-in complex numbers, and C has complex numbers, there’s no built-in method for marshalling between them. To marshal complex numbers, you’ll need to build a

  $ invoke --list
  Available tasks:
  
    all              Build and run all tests
    build-cffi       Build the CFFI Python bindings
    build-cmult      Build the shared library for the sample C code
    build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
    build-cython     Build the cython extension module
    build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
    clean            Remove any built objects
    test-cffi        Run the script to test CFFI
    test-ctypes      Run the script to test ctypes
    test-cython      Run the script to test Cython
    test-pybind11    Run the script to test PyBind11
  

  7 or

  $ invoke --list
  Available tasks:
  
    all              Build and run all tests
    build-cffi       Build the CFFI Python bindings
    build-cmult      Build the shared library for the sample C code
    build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
    build-cython     Build the cython extension module
    build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
    clean            Remove any built objects
    test-cffi        Run the script to test CFFI
    test-ctypes      Run the script to test ctypes
    test-cython      Run the script to test Cython
    test-pybind11    Run the script to test PyBind11
  

  8 in the C code to manage them.

• Chuỗi là chuỗi các ký tự. Vì là một loại dữ liệu phổ biến như vậy, các chuỗi sẽ chứng minh là khá khó khăn khi bạn tạo ra các ràng buộc Python. Cũng như các loại dữ liệu khác, chuỗi cửa hàng Python và C ở các định dạng khá khác nhau. (Không giống như các loại dữ liệu khác, đây là một khu vực mà C và C ++ cũng khác nhau, điều này làm tăng thêm niềm vui!) are sequences of characters. For being such a common data type, strings will prove to be rather tricky when you’re creating Python bindings. As with other data types, Python and C store strings in quite different formats. (Unlike the other data types, this is an area where C and C++ differ as well, which adds to the fun!) Each of the solutions you’ll examine have slightly different methods for dealing with strings.

• Các biến Boolean chỉ có thể có hai giá trị. Vì họ được hỗ trợ trong C, việc sắp xếp họ sẽ chứng minh là khá đơn giản. can have only two values. Since they’re supported in C, marshalling them will prove to be fairly straightforward.

Bên cạnh chuyển đổi kiểu dữ liệu, có những vấn đề khác mà bạn sẽ cần suy nghĩ khi bạn xây dựng các ràng buộc Python của mình. Hãy để tiếp tục khám phá chúng.

Hiểu các giá trị có thể thay đổi và bất biến

Ngoài tất cả các loại dữ liệu này, bạn cũng phải nhận thức được làm thế nào các đối tượng Python có thể bị thay đổi hoặc bất biến. C có một khái niệm tương tự với các tham số chức năng khi nói về từng giá trị hoặc vượt qua. Trong C, tất cả các tham số đều có giá trị. Nếu bạn muốn cho phép một hàm thay đổi một biến trong người gọi, thì bạn cần chuyển một con trỏ đến biến đó.mutable or immutable. C has a similar concept with function parameters when talking about pass-by-value or pass-by-reference. In C, all parameters are pass-by-value. If you want to allow a function to change a variable in the caller, then you need to pass a pointer to that variable.

Bạn có thể tự hỏi nếu bạn có thể vượt qua giới hạn bất biến bằng cách chuyển một đối tượng bất biến cho C bằng cách sử dụng một con trỏ. Trừ khi bạn đi đến các thái cực xấu xí và không thể thực hiện được, Python đã giành được một con trỏ cho một đối tượng, vì vậy điều này không hoạt động. Nếu bạn muốn sửa đổi một đối tượng Python trong C, thì bạn sẽ cần thực hiện các bước bổ sung để đạt được điều này. Các bước này sẽ phụ thuộc vào công cụ bạn sử dụng, như bạn sẽ thấy bên dưới.immutable restriction by simply passing an immutable object to C using a pointer. Unless you go to ugly and non-portable extremes, Python won’t give you a pointer to an object, so this just doesn’t work. If you want to modify a Python object in C, then you’ll need to take extra steps to achieve this. These steps will be dependent on which tools you use, as you’ll see below.

Vì vậy, bạn có thể thêm tính bất biến vào danh sách kiểm tra các mục của mình để xem xét khi bạn tạo các ràng buộc Python. Điểm dừng chân cuối cùng của bạn trong chuyến lưu diễn lớn về việc tạo danh sách kiểm tra này là làm thế nào để xử lý các cách khác nhau mà Python và C đối phó với quản lý bộ nhớ.

Quản lý bộ nhớ

C và Python quản lý bộ nhớ khác nhau. Trong C, nhà phát triển phải quản lý tất cả các phân bổ bộ nhớ và đảm bảo chúng được giải phóng một lần và chỉ một lần. Python chăm sóc điều này cho bạn bằng cách sử dụng một người thu gom rác.manage memory differently. In C, the developer must manage all memory allocations and ensure they’re freed once and only once. Python takes care of this for you using a garbage collector.

Mặc dù mỗi phương pháp này đều có lợi thế của nó, nhưng nó có thêm một nếp nhăn vào việc tạo ra các ràng buộc Python. Bạn cần phải nhận thức được nơi bộ nhớ cho mỗi đối tượng được phân bổ và đảm bảo rằng nó chỉ được giải phóng ở cùng một phía của rào cản ngôn ngữ.where the memory for each object was allocated and ensure that it’s only freed on the same side of the language barrier.

Ví dụ: một đối tượng Python được tạo khi bạn đặt

$ invoke --list
Available tasks:

  all              Build and run all tests
  build-cffi       Build the CFFI Python bindings
  build-cmult      Build the shared library for the sample C code
  build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
  build-cython     Build the cython extension module
  build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
  clean            Remove any built objects
  test-cffi        Run the script to test CFFI
  test-ctypes      Run the script to test ctypes
  test-cython      Run the script to test Cython
  test-pybind11    Run the script to test PyBind11

int* iPtr = (int*)malloc(sizeof(int));

Khi bạn làm điều này, bạn cần đảm bảo rằng con trỏ này được giải phóng trong C. Điều này có thể có nghĩa là thêm mã vào các ràng buộc Python của bạn để làm điều này.

Điều đó làm tròn danh sách kiểm tra của bạn về các chủ đề chung. Hãy để bắt đầu thiết lập hệ thống của bạn để bạn có thể viết một số mã!

Thiết lập môi trường của bạn

Đối với hướng dẫn này, bạn sẽ sử dụng các thư viện C và C ++ từ trước từ repo Python GitHub thực sự để hiển thị một thử nghiệm của từng công cụ. Mục đích là bạn sẽ có thể sử dụng những ý tưởng này cho bất kỳ thư viện C nào. Để làm theo cùng với tất cả các ví dụ ở đây, bạn sẽ cần phải có những điều sau:

• Thư viện C ++ được cài đặt và kiến ​​thức về đường dẫn để gọi dòng lệnhC++ library installed and knowledge of the path for command-line invocation
• Công cụ phát triển Python:development tools:
  • Đối với Linux, đây là gói

    // cmult.c
    float cmult(int int_param, float float_param) {
        float return_value = int_param * float_param;
        printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
                float_param, return_value);
        return return_value;
    }
    

    0 hoặc

    // cmult.c
    float cmult(int int_param, float float_param) {
        float return_value = int_param * float_param;
        printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
                float_param, return_value);
        return return_value;
    }
    

    1, tùy thuộc vào phân phối của bạn.
  • Đối với Windows, có nhiều tùy chọn.
• Python 3.6 trở lên or greater
• Một môi trường ảo (được đề xuất, nhưng không bắt buộc)virtual environment (recommended, but not required)
• Công cụ

  // cmult.c
  float cmult(int int_param, float float_param) {
      float return_value = int_param * float_param;
      printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
              float_param, return_value);
      return return_value;
  }
  

  2

  // cmult.c
  float cmult(int int_param, float float_param) {
      float return_value = int_param * float_param;
      printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
              float_param, return_value);
      return return_value;
  }
  

  2 tool

Cái cuối cùng có thể là mới đối với bạn, vì vậy, hãy để xem xét kỹ hơn về nó.

Sử dụng công cụ // cmult.c float cmult(int int_param, float float_param) { float return_value = int_param * float_param; printf(" In cmult : int: %d float %.1f returning %.1f\n", int_param, float_param, return_value); return return_value; } 2

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

$ python3 -m pip install invoke

Để chạy nó, bạn nhập

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

Để xem các nhiệm vụ nào có sẵn, bạn sử dụng tùy chọn

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

$ invoke --list
Available tasks:

  all              Build and run all tests
  build-cffi       Build the CFFI Python bindings
  build-cmult      Build the shared library for the sample C code
  build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
  build-cython     Build the cython extension module
  build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
  clean            Remove any built objects
  test-cffi        Run the script to test CFFI
  test-ctypes      Run the script to test ctypes
  test-cython      Run the script to test Cython
  test-pybind11    Run the script to test PyBind11

Lưu ý rằng khi bạn nhìn vào tệp

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

Đối với mỗi công cụ bạn sẽ kiểm tra, sẽ có một tác vụ

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

• // cmult.h
  float cmult(int int_param, float float_param);
  

  3 chạy các tác vụ xây dựng và kiểm tra cho tất cả các công cụ. runs the build and test tasks for all tools.

• // cmult.h
  float cmult(int int_param, float float_param);
  

  4 xóa bất kỳ tệp được tạo. removes any generated files.

Bây giờ, bạn đã có cảm giác về cách chạy mã, hãy để xem qua mã C mà bạn sẽ gói trước khi nhấn tổng quan về công cụ.

Nguồn C hoặc C ++

Trong mỗi phần ví dụ bên dưới, bạn sẽ tạo các ràng buộc Python cho cùng một chức năng trong C hoặc C ++. Các phần này nhằm cung cấp cho bạn một hương vị của mỗi phương pháp trông như thế nào, thay vì hướng dẫn chuyên sâu về công cụ đó, vì vậy chức năng mà bạn sẽ bọc là nhỏ. Chức năng mà bạn sẽ tạo các ràng buộc Python để lấy

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

Các hàm C và C ++ gần như giống hệt nhau, với sự khác biệt nhỏ và chuỗi giữa chúng. Bạn có thể nhận được một bản sao của tất cả các mã bằng cách nhấp vào liên kết bên dưới:

Bây giờ bạn đã được sao chép repo và các công cụ của bạn được cài đặt, bạn có thể xây dựng và kiểm tra các công cụ. Vì vậy, hãy để Lặn đi vào từng phần dưới đây!

Cách nó cài đặt

Một trong những lợi thế lớn của

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

x, y = 6, 2.3
answer = c_lib.cmult(x, y)

x, y = 6, 2.3
answer = c_lib.cmult(x, y)

x, y = 6, 2.3
answer = c_lib.cmult(x, y)

Gọi chức năng

Tất cả các mã để tải thư viện C của bạn và gọi chức năng sẽ nằm trong chương trình Python của bạn. Điều này là tuyệt vời vì không có bước bổ sung trong quá trình của bạn. Bạn chỉ cần chạy chương trình của bạn, và mọi thứ được chăm sóc. Để tạo các ràng buộc Python của bạn trong

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

1. Tải thư viện của bạn. your library.
2. Bao bọc một số tham số đầu vào của bạn. some of your input parameters.
3. Nói với

   // cmult.h
   float cmult(int int_param, float float_param);
   

   1 Loại trả về chức năng của bạn.

   // cmult.h
   float cmult(int int_param, float float_param);
   

   1 the return type of your function.

Bạn lần lượt nhìn vào từng cái này.

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

x, y = 6, 2.3
answer = c_lib.cmult(x, y)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

x, y = 6, 2.3
answer = c_lib.cmult(x, y)

$ invoke test-ctypes
Traceback (most recent call last):
  File "ctypes_test.py", line 16, in <module>
    answer = c_lib.cmult(x, y)
ctypes.ArgumentError: argument 2: <class 'TypeError'>: Don't know how to convert parameter 2

x, y = 6, 2.3
answer = c_lib.cmult(x, y)

$ invoke test-ctypes
Traceback (most recent call last):
  File "ctypes_test.py", line 16, in <module>
    answer = c_lib.cmult(x, y)
ctypes.ArgumentError: argument 2: <class 'TypeError'>: Don't know how to convert parameter 2

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

$ invoke test-ctypes
Traceback (most recent call last):
  File "ctypes_test.py", line 16, in <module>
    answer = c_lib.cmult(x, y)
ctypes.ArgumentError: argument 2: <class 'TypeError'>: Don't know how to convert parameter 2

$ invoke test-ctypes
Traceback (most recent call last):
  File "ctypes_test.py", line 16, in <module>
    answer = c_lib.cmult(x, y)
ctypes.ArgumentError: argument 2: <class 'TypeError'>: Don't know how to convert parameter 2

$ invoke test-ctypes
Traceback (most recent call last):
  File "ctypes_test.py", line 16, in <module>
    answer = c_lib.cmult(x, y)
ctypes.ArgumentError: argument 2: <class 'TypeError'>: Don't know how to convert parameter 2

# ctypes_test.py
answer = c_lib.cmult(x, ctypes.c_float(y))
print(f"    In Python: int: {x} float {y:.1f} return val {answer:.1f}")

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke test-ctypes
Traceback (most recent call last):
  File "ctypes_test.py", line 16, in <module>
    answer = c_lib.cmult(x, y)
ctypes.ArgumentError: argument 2: <class 'TypeError'>: Don't know how to convert parameter 2

$ invoke test-ctypes
Traceback (most recent call last):
  File "ctypes_test.py", line 16, in <module>
    answer = c_lib.cmult(x, y)
ctypes.ArgumentError: argument 2: <class 'TypeError'>: Don't know how to convert parameter 2

$ invoke test-ctypes
Traceback (most recent call last):
  File "ctypes_test.py", line 16, in <module>
    answer = c_lib.cmult(x, y)
ctypes.ArgumentError: argument 2: <class 'TypeError'>: Don't know how to convert parameter 2

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

$ python3 -m pip install invoke

# ctypes_test.py
answer = c_lib.cmult(x, ctypes.c_float(y))
print(f"    In Python: int: {x} float {y:.1f} return val {answer:.1f}")

# ctypes_test.py
answer = c_lib.cmult(x, ctypes.c_float(y))
print(f"    In Python: int: {x} float {y:.1f} return val {answer:.1f}")

# ctypes_test.py
answer = c_lib.cmult(x, ctypes.c_float(y))
print(f"    In Python: int: {x} float {y:.1f} return val {answer:.1f}")

$ python3 -m pip install invoke

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

Điểm mạnh và điểm yếu

Ưu điểm lớn nhất

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

Ngoài ra, các khái niệm được sử dụng là cấp thấp, điều này làm cho các bài tập như bài tập bạn vừa có thể quản lý được. Tuy nhiên, các nhiệm vụ phức tạp hơn phát triển cồng kềnh với việc thiếu tự động hóa. Trong phần tiếp theo, bạn sẽ thấy một công cụ bổ sung một số tự động hóa vào quy trình.

Cách nó cài đặt

Vì

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

$ python3 -m pip install invoke

Điều này sẽ cài đặt gói vào môi trường ảo của bạn. Nếu bạn đã cài đặt từ

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

Bây giờ bạn đã cài đặt

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

Gọi chức năng

Không giống như

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

x, y = 6, 2.3
answer = c_lib.cmult(x, y)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

• Viết một số mã Python mô tả các ràng buộc. some Python code describing the bindings.
• Chạy mã đó để tạo một mô -đun có thể tải. that code to generate a loadable module.
• Sửa đổi mã gọi để nhập và sử dụng mô -đun mới được tạo của bạn. the calling code to import and use your newly created module.

Điều đó có vẻ như rất nhiều công việc, nhưng bạn sẽ đi qua từng bước này và xem cách thức hoạt động của nó.

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

$ python3 -m pip install invoke

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

$ python3 -m pip install invoke

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

Điểm mạnh và điểm yếu

Có vẻ như

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

Hơn nữa, với phương pháp ngoài dòng-API mà bạn đã sử dụng ở trên, thời gian phạt để tạo các ràng buộc Python được thực hiện một lần khi bạn xây dựng nó và không xảy ra mỗi khi bạn chạy mã của mình. Đối với các chương trình nhỏ, đây có thể không phải là vấn đề lớn, nhưng

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

Giống như

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

Cách nó cài đặt

Phần đầu tiên của tài liệu

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

Bạn sẽ muốn cài đặt công cụ này vào môi trường ảo của mình:

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

Gọi chức năng

Trước khi bạn lao vào, xin lưu ý rằng bạn sử dụng tệp nguồn C ++ khác,

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

Điểm mạnh và điểm yếu

$ python3 -m pip install invoke

// cmult.h
float cmult(int int_param, float float_param);

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

• Nó hỗ trợ các lớp học.classes.
• Nó xử lý các lớp con đa hình.polymorphic subclassing.
• Nó cho phép bạn thêm các thuộc tính động vào các đối tượng từ Python và nhiều công cụ khác, điều này sẽ khá khó thực hiện từ các công cụ dựa trên C mà bạn đã kiểm tra.dynamic attributes to objects from Python and many other tools, which would be quite difficult to do from the C-based tools you’ve examined.

Điều đó đang được nói, có một chút thiết lập và cấu hình công bằng bạn cần làm để có được

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

Cuối cùng, mã bổ sung bạn cần viết để tạo các ràng buộc Python nằm trong C ++ chứ không phải Python. Điều này có thể hoặc không phải là một vấn đề đối với bạn, nhưng nó khác với các công cụ khác mà bạn đã xem xét ở đây. Trong phần tiếp theo, bạn sẽ chuyển sang

$ python3 -m pip install invoke

Cách nó cài đặt

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke --list
Available tasks:

  all              Build and run all tests
  build-cffi       Build the CFFI Python bindings
  build-cmult      Build the shared library for the sample C code
  build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
  build-cython     Build the cython extension module
  build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
  clean            Remove any built objects
  test-cffi        Run the script to test CFFI
  test-ctypes      Run the script to test ctypes
  test-cython      Run the script to test Cython
  test-pybind11    Run the script to test PyBind11

Một lần nữa, nếu bạn đã cài đặt tệp

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

Điều đó nên bạn đã sẵn sàng để làm việc với

$ python3 -m pip install invoke

Gọi chức năng

Để xây dựng các ràng buộc Python của bạn với

$ python3 -m pip install invoke

# ctypes_test.py
import ctypes
import pathlib

if __name__ == "__main__":
    # Load the shared library into ctypes
    libname = pathlib.Path().absolute() / "libcmult.so"
    c_lib = ctypes.CDLL(libname)

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke --list
Available tasks:

  all              Build and run all tests
  build-cffi       Build the CFFI Python bindings
  build-cmult      Build the shared library for the sample C code
  build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
  build-cython     Build the cython extension module
  build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
  clean            Remove any built objects
  test-cffi        Run the script to test CFFI
  test-ctypes      Run the script to test ctypes
  test-cython      Run the script to test Cython
  test-pybind11    Run the script to test PyBind11

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke --list
Available tasks:

  all              Build and run all tests
  build-cffi       Build the CFFI Python bindings
  build-cmult      Build the shared library for the sample C code
  build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
  build-cython     Build the cython extension module
  build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
  clean            Remove any built objects
  test-cffi        Run the script to test CFFI
  test-ctypes      Run the script to test ctypes
  test-cython      Run the script to test Cython
  test-pybind11    Run the script to test PyBind11

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

// cmult.c
float cmult(int int_param, float float_param) {
    float return_value = int_param * float_param;
    printf("    In cmult : int: %d float %.1f returning  %.1f\n", int_param,
            float_param, return_value);
    return return_value;
}

$ invoke --list
Available tasks:

  all              Build and run all tests
  build-cffi       Build the CFFI Python bindings
  build-cmult      Build the shared library for the sample C code
  build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
  build-cython     Build the cython extension module
  build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
  clean            Remove any built objects
  test-cffi        Run the script to test CFFI
  test-ctypes      Run the script to test ctypes
  test-cython      Run the script to test Cython
  test-pybind11    Run the script to test PyBind11

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke --list
Available tasks:

  all              Build and run all tests
  build-cffi       Build the CFFI Python bindings
  build-cmult      Build the shared library for the sample C code
  build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
  build-cython     Build the cython extension module
  build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
  clean            Remove any built objects
  test-cffi        Run the script to test CFFI
  test-ctypes      Run the script to test ctypes
  test-cython      Run the script to test Cython
  test-pybind11    Run the script to test PyBind11

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke --list
Available tasks:

  all              Build and run all tests
  build-cffi       Build the CFFI Python bindings
  build-cmult      Build the shared library for the sample C code
  build-cppmult    Build the shared library for the sample C++ code
  build-cython     Build the cython extension module
  build-pybind11   Build the pybind11 wrapper library
  clean            Remove any built objects
  test-cffi        Run the script to test CFFI
  test-ctypes      Run the script to test ctypes
  test-cython      Run the script to test Cython
  test-pybind11    Run the script to test PyBind11

Điểm mạnh và điểm yếu

$ python3 -m pip install invoke

Tuy nhiên, ngôn ngữ Python-esque đó không hoàn toàn là Python, vì vậy, có một đường cong học tập nhẹ khi bạn đang đến tốc độ trong việc tìm ra phần nào của C và Python vừa vặn ở đâu.

$ invoke build-cmult ================================================== = Building C Library * Complete 68

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke build-cmult ================================================== = Building C Library * Complete 70

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ python3 -m pip install invoke

$ invoke build-cmult ================================================== = Building C Library * Complete 76

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke build-cmult ================================================== = Building C Library * Complete 78

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

Ý tưởng ban đầu đằng sau CPPYY (quay trở lại năm 2001), là cho phép các lập trình viên Python sống trong một thế giới C ++ truy cập vào các gói C ++ đó, ​​mà không cần phải chạm trực tiếp C ++ (hoặc chờ đợi các nhà phát triển C ++ xuất hiện và cung cấp các ràng buộc) . ” (Nguồn)

$ invoke build-cmult ================================================== = Building C Library * Complete 80

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete

$ invoke build-cmult ================================================== = Building C Library * Complete 82

$ invoke build-cmult
==================================================
= Building C Library
* Complete