Cython：从 C 程序调用 Python 代码

Posted 2023-02-17

【中文标题】Cython：从 C 程序调用 Python 代码

【英文标题】：Cython: Calling Python code from C program

【发布时间】：2014-01-07 01:13:58

【问题描述】：

我正在尝试制作 Cython 包装器，以便我可以从 C 调用 Python 代码。我遇到了导入问题，因为我希望包装器与原始代码分开。

以下代码在调用导入函数时以 segfault 结尾。如果代码被编写为 python 模块并通过import 导入，则程序会说name ... is not defined。当所有内容都在一个文件中并且不涉及导入时，问题不会出现（实际上，Cython 生成的代码在 cimporting 时会失败）。当从其他 python 脚本（编译为 .so 或实时）导入 libcimpy.pyx 时，代码也可以正常工作

我准备了一个最小的例子。这与实际代码相去甚远，但涵盖了原理。

cimpPy.pyx：示例 python 代码（转换为 Cython）

cdef sum(a, b):
    return a + b

cimpPy.pxd

cdef sum(a, b)

libcimpy.pyx（粘贴 Cython 代码）

cimport cimpPy

cdef public int cSum(int a, int b):
    return cimpPy.sum(a, b)

ci.c（我们要从中调用 cimpPy 的 c 代码）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <Python.h>
#include "libcimp.h"

int main(int argc, char **argv) 
  Py_Initialize();
  initlibcimp();
  int a = 2;
  int b = 3;
  int c = cSum(a, b);
  printf("sum of %d and %d is %d\n", a, b, c);
  Py_Finalize();
  return 0;

生成文件

EXECUTABLE = ci

OBJS       = ci.o

CC         = gcc
CFLAGS     = -g -I/usr/include/python2.7 -I$(shell pwd)

LINKER     = g++
LDFLAGS    = -L$(shell pwd) $(shell python-config --ldflags) -lcimp
.PHONY: clean cython

all: cython $(EXECUTABLE)

cython:
    python setup.py build_ext --inplace

.c.o:
    $(CC) $(CFLAGS) -c $<

$(EXECUTABLE) : $(OBJS)
    $(LINKER) -o $(EXECUTABLE) $(OBJS) $(LDFLAGS)

clean:
    rm -rf *.o *.so libcimp.c libcimp.h core build $(EXECUTABLE)

setup.py

from distutils.core import setup, Extension
from Cython.Build import cythonize
from Cython.Distutils import build_ext

extensions = [
    Extension("libcimp", ["libcimp.pyx"])
]

setup(
    name = "CIMP",
    cmdclass = "build_ext": build_ext,
    ext_modules = cythonize(extensions)
)

我打算实现的是能够将 Python 代码插入到更大的 C 系统中。假设是用户将能够自己编写 Python。 C 代码是一个模拟引擎，可以在环境中对代理进行操作。这个想法是代理和环境的行为可以在 python 中指定，并在必要时传递给引擎进行评估。最好的类比是一个 map reduce 系统，其中 Python 脚本是映射器。从这个意义上说，我想从 C 调用 Python，而不是反过来。

将所有内容都转换为 Cython，而引人注目的是大型任务。

这是正确的方法吗？为什么导入仅在 python 解释器下有效，而在外部嵌入时无效？任何建议和参考文章或文档表示赞赏。

【问题讨论】：

docs.python.org/2/extending/…

回复“这是正确的做法吗？”，试图澄清情况。如果您打算让用户使用 Python 编写代码，并为您的 C 模拟引擎提供 Python 接口，那么您正在做相反的事情。上面，您正在尝试从 C 接口 Python 代码，反之亦然。正如您所说，如果您想“将 Python 代码插入到更大的 C 系统中”，那就可以了。但是如果你想为引擎创建一个接口，以便用户可以用python对其进行编程，你想从python调用c，而不是从c调用python。

@flebool 在您回复后我意识到我对我想要实现的目标提供了不太好的解释。 C 代码是一个模拟引擎，可以在环境中对代理进行操作。这个想法是在 python 中指定代理和环境的行为，并在必要时传递给引擎进行评估。最好的类比是一个 map reduce 系统，其中 Python 脚本是映射器。从这个意义上说，我想从 C 调用 Python，而不是反过来。

【参考方案1】：

在这段代码中，initlibcimp()实际上是失败的，但是你并没有马上看到，因为错误是通过设置python异常来报错的。我不是 100% 确定这是执行此操作的正确方法，但我可以通过在该调用下方添加以下代码来查看错误：

if (PyErr_Occurred())

    PyErr_Print();
    exit(-1);

然后，程序会输出：

Traceback (most recent call last):
  File "libcimpy.pyx", line 1, in init libcimpy (libcimpy.c:814)
    cimport cimpPy
ImportError: No module named cimpPy

cimpPy 模块尚未定义的原因是您需要在调用initlibcimp 之前调用initcimpPy()。