C与python混合编程

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大家好我是Lt.今天为大家带来python与C\C++混合编程，python作为一款公认胶水语言混合编程是其必修课，在此通过此贴介绍一下python与C\C++混合编程用到的接口与用法。

0x00 给我一个理由

python的编程效率那么高，我们为什么还要用C\C++呢。

一、如果你要添加/额外的（非Python）功能，提供Python核心功能中没有提供的部分，比如创建新的数据类型或者将Python嵌入到其它已经存在的应用程序中，就要自己去写了，但这还不是最主要的。

二、python程序性能瓶颈的效率提升， python作为解释型语言一般比编译型语言慢，想要提高性能，全部改写成编译型语言并不划算，好的做法是，先做性能测试，找出性能瓶颈部分，然后把瓶颈部分在C\C++的扩展中实现，是一个比较简单有效的做法。

三、保持专有源代码的私密，脚本语言一个共同的缺陷是，都是执行的源代码，保密性便没有了。把一部分的代码从Python转到编译语言就可以保持专有源代码私密性。不容易被反向工程，对涉及到特殊算法，加密方法，以及软件安全时，这样做就显得很重要。另一种对代码保密的方式是只发布预编译后的.pyc文件，是一种折中的方法。

0x01搞事

python的混合编程工具有很多，这里主要介绍python自带的ctypes模块。

ctypes模块通过调用动态C的链接库来实现混合。动态链接库即 Windows 下的 .dll 文件，或者 Linux 下的 .so 文件，我们先来了解下python如何调用C的标准库。C的标准库文件在windows下为 msvcrt.dll，一般在目录system32或SYSWOW64下。在linux下是libc.so.6，可以用find / -name libc.so.6找一下。

import platform

from ctypes import *

if platform.system() == 'Windows':

libc = cdll.LoadLibrary('msvcrt.dll')

elif platform.system() =='Linux':

libc = cdll.LoadLibrary('libc.so.6')

libc.printf('Hello ctypes!\n')

这段代码使用标准库的printf打印一条消息。

接下来我们用gcc编译一个自己的动态链接库，C代码如下：

#include

#include

int foo(int a, int b)

{

printf("you input %d and %d\n", a, b);

return a+b;

}

linux下键入gcc -o libpycall.so -shared -fPIC pycall.c命令

python调用代码如下：

import ctypes

ll = ctypes.cdll.LoadLibrary

lib = ll("./libpycall.so")

lib.foo(1, 3)

如果调用C++类的动态链接库，所涉及的C代码需要extern"C"来辅助也就是说只能调用C函数，不能直接调用方法，但能解析通过。

来一个：

//C++

#include

using namespace std;

class TestLib

{

public:

void display();

void display(int a);

};

void TestLib::display() {

cout

}

void TestLib::display(int a) {

cout

}

extern "C" {

TestLib obj;

void display() {

obj.display();

}

void display_int() {

obj.display(2);

}

}

编译命令：g++ -o libpycallclass.so -shared -fPIC pycallclass.cpp

#python的C++调用

import ctypes

so = ctypes.cdll.LoadLibrary

lib = so("./libpycallclass.so")

print 'display()'

lib.display()

print 'display(100)'

lib.display_int(100)

在windows环境下则使用vs2017生成DLL库

在程序第一行加入

#define EXPORT __declspec(dllexport)

再使用ctypes.cdll.LoadLibrary("PATH/some_Dll.dll")调用。

0x02反着来行不行

行啊~

最简单的

#include

int function_of_python(int a)

{

int res;

PyObject *pModule,*pFunc;

PyObject *pArgs, *pValue;

// import

pModule = PyImport_Import(PyString_FromString("some_module"));

// some_module.some_function

pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "some_function");

// build args

pArgs = PyTuple_New(1);

PyTuple_SetItem(pArgs,0, PyInt_FromLong(a));

//调用

pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);

res = PyInt_AsLong(pValue);

return res;

}

int main(int argc, char *argv[ ])

{

Py_Initialize();

printf("%d",function_of_python(2));

Py_Finalize();

}

在C中所有python元素都是PyObject类型的变量，使用一系列python.h函数进行赋值。PyTuple_New(1)创建了一个新的Tuple变量，a[i] = b对应于PyTuple_SetItem(a,i,b)

最后Python类型A转换为C语言类型B要使用PyA_AsB函数；C类型B转换为Python类型A要使用PyA_FromB函数。