C++开发python windows版本的扩展模块示例

Posted 2021-01-18

C++开发python windows版本的扩展模块示例
测试环境介绍和准备
测试环境：
操作系统：windows10
Python版本：3.7.0
VS版本：vs2015社区版（免费）
相关工具下载：
VS版本vs2015社区版（免费）
win10SDK（安装vs2015是可以选择，如果没有安装则需要独立安装）
Python3.7.0 win32 安装文件
http://ffmpeg.club/python
本示例不使用vs来编辑，但需要安装vs的编译环境，直接用python的distutils进行编译安装，注意这里安装的python是32位的，所以编译出来库也是32位程序。
首先要检测系统中是否有其他python版本，防止冲突
进入python命令行
import sys
print(sys.path)

查看下当前系统路径是否正确，如果是其他路径的版本，可能会对的扩展库开发产生影响。主要是库文件、头文件、dll文件不一致的问题。
1 头文件和库文件
    首先创建文件 mymod.c 在文件中添加头文件引用
    头文件引用 #include "Python.h"，库文件不需要指定，头文件路径在python的安装路径。

2 定义模块函数
其中函数参数 self是模块自身，args是python传递的参数列表，返回值定义了一个×××数0，这里会申请空间增加引用计数，交由python来管理这个引用。这里也可以返回NULL，python会收到一个异常。
 #include "Python.h"
///模块函数
static PyObject *testmod(PyObject *self,PyObject*args)
{
//返回python的long×××,c语言中引用计数+1，返回值交由python释放
    return PyLong_FromLong(0);
}

3 申明模块函数（开放给python）
第一个函数名称，就是开放给python的名称，不一定要与c语言的函数名称一致，但还是尽量一致，方便跟进代码；
第二个是函数指针，默认类型就是PyCFunction函数指针类型，也就是上面的函数类型；
第三个参数是开放给python的函数参数类型，这里我们设置的无参数METH_NOARGS，还可以设置METH_VARARGS 多个参数，METH_KEYWORDS key value参数，设置为METH_KEYWORDS必须与METH_VARARGS一起设置 METH_KEYWORDS|METH_VARARGS ，并且模块函数会增加一个参数存放传进来的参数字典；
第四个参数是函数说明，在python中调用help函数可以读取；
这个定义是一个数据，可以设置多个函数PyMethodDef定义对象
/// 模块函数列表
static PyMethodDef mymod_funcs[] = {
{
"testmod", //函数名称
testmod, //函数指针
METH_NOARGS,//参数标识 无参数，
"testmod function." //函数说明 help(testmod)
},
{0,0,0,0} //数组结尾，可以申请多个函数
};

4 模块定义
///4 模块定义
static PyModuleDef mymod_module = {
PyModuleDef_HEAD_INIT,
"mymod", //模块名
"mymod is first module test", //模块说明 通过help(模块名)
-1, //模块空间，子解释器用，-1不使用
mymod_funcs //模块函数，前面定义的函数申明数组
};

5 添加入口函数
其中PyMODINIT_FUNC 宏在windows中是
PyMODINIT_FUNC declspec(dllexport) PyObject*，
也就是入口的动态链接库函数，不同于ctypes库，扩展库只有入口函数需要定义declspec(dllexport)导出函数符号，其他的函数不需要。
PyModuleCreate创建python的模块，参数是前面定义的模块，返回直接返回模块对象，在python中所有类型都可以转为PyObject
///1 扩展库入口函数 PyInit 固定的开头 mymod模块名
PyMODINIT_FUNC PyInit_mymod(void)
{
printf("PyInit_mymod ");
///2 模块创建函数 参数 PyModuleDef
return PyModule_Create(&mymod_module);
}

6 编译安装
创建一个文件setup.py
第一行代码导入setup库，其中name是打包的库说明的.egg-info的文件名
version=“1.0” 这个说明文件名的后缀，如果不设置后缀会默认0.0.0
ext_modules=[Extension("mymod", ["mymod.c"] )] 中mymode是对应的模块名称和模块文件名，["mymod.c"]里面是编译为库的源文件，可以是多个文件，这里是一个python的list数组。
from distutils.core import *
setup(
name="mymod", #打包文件名称 库说明文件的文件名
version="1.0",
ext_modules=[Extension("mymod", ["mymod.c"] )]
)

最后运行命令 python setup.py install

编译成功，在当前路径下会生成一个build目录，里面是编译好的内容，应为运行了install命令，所以不仅做了编译还有安装。
扩展库安装的路径：F:Python-3.7.0Libsite-packages

7 扩展库调用测试
扩展库编译和按照好后我们写一个python代码来测试

 这样我们就完成了我们第一个python扩展库的程序

http://edu.51cto.com/sd/f8c82