python 调用c语言详解

作者: Tim在路上 | 来源:发表于2018-10-03 15:50 被阅读0次

    python语言调用c语言进行扩展,或者增加程序的运行速度都是特别方便的。同时还能获得与C或者C++几乎相同的执行性能。

    Python调用C语言的方式

    • CTYPES,
    • SWIG,
    • BOOST.PYTHON,
    • CYTHON

    python是解释型语言,只能调用c的动态链接库。

    那什么是库,什么是静态库与动态库?
    库是写好的现有的,成熟的,可以复用的代码。现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库,不可能每个人的代码都从零开始,因此库的存在意义非同寻常。

    本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式,可以被操作系统载入内存执行。库有两种:静态库(.a、.lib)和动态库(.so、.dll)。

    静态库与动态库的区别

    静态库与动态库的区别主要是在链接阶段,分别称为静态链接方式与动态链接方式。

    静态库是链接阶段,会将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中。

    动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中,而是在程序运行是才被载入

    为什么需要动态库?

    静态库在内存中存在多份拷贝导致空间浪费,假如静态库占1M内存,有2000个这样的程序,将占用2GB的空间

    静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦。如果静态库liba.lib更新了,所以使用它的应用程序都需要重新编译、发布给用户。

    创建动态库与静态库

    静态库

    生成.o文件
    g++ -c StaticMath.cpp

    生成.a文件
    ar -crv libstaticmath.a StaticMath.o

    动态库

    For Linux

    $ gcc -shared -Wl,-soname,adder -o adder.so -fPIC add.c

    For Mac

    $ gcc -shared -Wl,-install_name,adder.so -o adder.so -fPIC add.c

    For windows

    $gcc -shared -Wl,-soname,adder -o adder.dll -fPIC add.c

    extern 和 static

    extern对应的关键字是static,被它修饰的全局变量和函数只能在本模块中使用。而extern修饰代表可以在本模块外使用。

    三步简化c的调用

    Python中的ctypes模块可能是Python调用C方法中最简单的一种。ctypes模块提供了和C语言兼容的数据类型和函数来加载dll文件,因此在调用时不需对源文件做任何的修改。

    一、编写c

    #include <stdio.h>
    
    int add_int(int, int);
    float add_float(float, float);
    
    int add_int(int num1, int num2){
        return num1 + num2;
    
    }
    
    float add_float(float num1, float num2){
        return num1 + num2;
    
    }
    

    二、编译为动态链接库

     gcc -shared -Wl,-soname,adder -o adder.so -fPIC add.c
    

    三、py调用c

    from ctypes import *
    
    #load the shared object file
    adder = CDLL('./adder.so')
    
    #Find sum of integers
    res_int = adder.add_int(4,5)
    print "Sum of 4 and 5 = " + str(res_int)
    
    #Find sum of floats
    a = c_float(5.5)
    b = c_float(4.1)
    
    add_float = adder.add_float
    add_float.restype = c_float
    print "Sum of 5.5 and 4.1 = ", str(add_float(a, b))
    

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