擴充套件/嵌入常見問題 ¶

我可以用 C 語言建立自己的函式嗎？¶

是的，您可以在 C 語言中建立包含函式、變數、異常甚至新型別的內建模組。這在文件擴充套件和嵌入 Python 直譯器中有所解釋。

大多數中高階 Python 書籍也會涵蓋這個主題。

我可以用 C++ 語言建立自己的函式嗎？¶

是的，使用 C++ 中發現的 C 相容性特性。將 extern "C" { ... } 放在 Python 標頭檔案周圍，並在將由 Python 直譯器呼叫的每個函式前放置 extern "C"。帶有建構函式的全域性或靜態 C++ 物件可能不是一個好主意。

編寫 C 語言很難；有什麼替代方案嗎？¶

根據您嘗試執行的操作，有許多替代方案可以編寫自己的 C 擴充套件。推薦的第三方工具提供了更簡單和更復雜的方法來為 Python 建立 C 和 C++ 擴充套件。

我如何從 C 語言執行任意 Python 語句？¶

執行此操作的最高階函式是 PyRun_SimpleString()，它接受一個字串引數，該引數在模組 __main__ 的上下文中執行，成功返回 0，發生異常（包括 SyntaxError）時返回 -1。如果您想要更多控制，請使用 PyRun_String()；請參閱 Python/pythonrun.c 中 PyRun_SimpleString() 的原始碼。

我如何從 C 語言評估任意 Python 表示式？¶

呼叫上一個問題中的函式 PyRun_String()，使用起始符號 Py_eval_input；它會解析表示式，評估它並返回其值。

如何從 Python 物件中提取 C 值？¶

這取決於物件的型別。如果它是一個元組，PyTuple_Size() 返回其長度，PyTuple_GetItem() 返回指定索引處的項。列表具有類似的函式，PyList_Size() 和 PyList_GetItem()。

對於位元組，PyBytes_Size() 返回其長度，PyBytes_AsStringAndSize() 提供指向其值和長度的指標。請注意，Python 位元組物件可能包含空位元組，因此不應使用 C 的 strlen()。

要測試物件的型別，首先確保它不是 NULL，然後使用 PyBytes_Check()、PyTuple_Check()、PyList_Check() 等。

還有一個針對 Python 物件的高階 API，由所謂的“抽象”介面提供——有關詳細資訊，請閱讀 Include/abstract.h。它允許使用 PySequence_Length()、PySequence_GetItem() 等呼叫以及許多其他有用的協議（例如數字 (PyNumber_Index() 等) 和 PyMapping API 中的對映）與任何型別的 Python 序列進行介面。

如何使用 Py_BuildValue() 建立任意長度的元組？¶

你不能。請改用 PyTuple_Pack()。

如何從 C 語言呼叫物件的方法？¶

函式 PyObject_CallMethod() 可用於呼叫物件的任意方法。引數是物件、要呼叫的方法名稱、類似於 Py_BuildValue() 中使用的格式字串以及引數值。

PyObject *
PyObject_CallMethod(PyObject *object, const char *method_name,
                    const char *arg_format, ...);

這適用於任何具有方法的物件——無論是內建的還是使用者定義的。您有責任最終 Py_DECREF() 返回值。

例如，要使用引數 10, 0 呼叫檔案物件的“seek”方法（假設檔案物件指標是“f”）

res = PyObject_CallMethod(f, "seek", "(ii)", 10, 0);
if (res == NULL) {
        ... an exception occurred ...
}
else {
        Py_DECREF(res);
}

請注意，由於 PyObject_CallObject() 總是需要一個元組作為引數列表，要呼叫沒有引數的函式，請將格式設定為“()”，要呼叫帶有一個引數的函式，請將引數括在括號中，例如“(i)”。

如何捕獲 PyErr_Print()（或任何列印到 stdout/stderr 的內容）的輸出？¶

在 Python 程式碼中，定義一個支援 write() 方法的物件。將此物件分配給 sys.stdout 和 sys.stderr。呼叫 print_error，或直接讓標準回溯機制工作。然後，輸出將傳送到您的 write() 方法傳送的地方。

最簡單的方法是使用 io.StringIO 類

>>> import io, sys
>>> sys.stdout = io.StringIO()
>>> print('foo')
>>> print('hello world!')
>>> sys.stderr.write(sys.stdout.getvalue())
foo
hello world!

執行相同操作的自定義物件將如下所示

>>> import io, sys
>>> class StdoutCatcher(io.TextIOBase):
...     def __init__(self):
...         self.data = []
...     def write(self, stuff):
...         self.data.append(stuff)
...
>>> import sys
>>> sys.stdout = StdoutCatcher()
>>> print('foo')
>>> print('hello world!')
>>> sys.stderr.write(''.join(sys.stdout.data))
foo
hello world!

如何從 C 語言訪問用 Python 編寫的模組？¶

您可以按如下方式獲取模組物件的指標

module = PyImport_ImportModule("<modulename>");

如果模組尚未匯入（即它尚不存在於 sys.modules 中），它會初始化模組；否則它只會返回 sys.modules["<modulename>"] 的值。請注意，它不會將模組輸入到任何名稱空間中——它只確保模組已初始化並存儲在 sys.modules 中。

然後，您可以按如下方式訪問模組的屬性（即模組中定義的任何名稱）

attr = PyObject_GetAttrString(module, "<attrname>");

呼叫 PyObject_SetAttrString() 為模組中的變數賦值也有效。

如何從 Python 語言與 C++ 物件進行介面？¶

根據您的要求，有多種方法。要手動執行此操作，請首先閱讀“擴充套件和嵌入”文件。請注意，對於 Python 執行時系統，C 和 C++ 之間沒有太大區別——因此，圍繞 C 結構（指標）型別構建新的 Python 型別的策略也適用於 C++ 物件。

對於 C++ 庫，請參閱編寫 C 語言很難；有什麼替代方案嗎？。

我使用 Setup 檔案添加了一個模組，但 make 失敗了；為什麼？¶

Setup 必須以換行符結尾，如果沒有換行符，構建過程就會失敗。（修復這個問題需要一些醜陋的 shell 指令碼 hack 技巧，而且這個 bug 太小，不值得付出努力。）

如何除錯擴充套件？¶

當使用 GDB 除錯動態載入的擴充套件時，在載入擴充套件之前無法在擴充套件中設定斷點。

在您的 .gdbinit 檔案（或互動式）中，新增命令

br _PyImport_LoadDynamicModule

然後，當您執行 GDB 時

$ gdb /local/bin/python
gdb) run myscript.py
gdb) continue # repeat until your extension is loaded
gdb) finish   # so that your extension is loaded
gdb) br myfunction.c:50
gdb) continue

我想在我的 Linux 系統上編譯一個 Python 模組，但缺少一些檔案。為什麼？¶

大多數打包版本的 Python 省略了一些編譯 Python 擴充套件所需的檔案。

對於 Red Hat，安裝 python3-devel RPM 以獲取必要的檔案。

對於 Debian，執行 apt-get install python3-dev。

如何區分“不完整輸入”和“無效輸入”？¶

有時您想模仿 Python 互動式直譯器的行為，當輸入不完整時（例如，您輸入了“if”語句的開頭或者您沒有關閉括號或三引號字串），它會給您一個繼續提示，但當輸入無效時，它會立即給您一個語法錯誤訊息。

在 Python 中，您可以使用 codeop 模組，它足以近似解析器的行為。例如，IDLE 就使用了它。

在 C 語言中，最簡單的方法是呼叫 PyRun_InteractiveLoop()（可能在單獨的執行緒中），讓 Python 直譯器為您處理輸入。您還可以將 PyOS_ReadlineFunctionPointer() 設定為指向您的自定義輸入函式。有關更多提示，請參閱 Modules/readline.c 和 Parser/myreadline.c。

如何找到未定義的 g++ 符號 __builtin_new 或 __pure_virtual？¶

要動態載入 g++ 擴充套件模組，您必須重新編譯 Python，使用 g++ 重新連結它（更改 Python Modules Makefile 中的 LINKCC），並使用 g++ 連結您的擴充套件模組（例如，g++ -shared -o mymodule.so mymodule.o）。

我能否建立一個物件類，其中一些方法用 C 語言實現，另一些用 Python 語言實現（例如透過繼承）？¶

是的，您可以繼承內建類，例如 int、list、dict 等。

Boost Python 庫 (BPL, https://www.boost.org/libs/python/doc/index.html) 提供了一種從 C++ 執行此操作的方法（即，您可以使用 BPL 繼承用 C++ 編寫的擴充套件類）。