C / C ++ من بيثون (دفعة)

المقالة الأخيرة في السلسلة حول كيفية استدعاء C / C ++ من Python3 مرت بكل الطرق المعروفة للقيام بذلك. هذه المرة حصلت على تعزيز . ما جاء من هذا قراءة أدناه.

C

أأخذ نفس المثال لمكتبة الاختبار كأساس وأجعله تنوعًا لطريقة محددة. مكتبة اختبار لشرح العمل مع المتغيرات والبنى والوظائف العالمية باستخدام الوسائط من أنواع مختلفة.

test.c:

#include "test.hpp" int a = 5; double b = 5.12345; char c = 'X'; int func_ret_int(int val) { printf("C get func_ret_int: %d\n", val); return val; } double func_ret_double(double val) { printf("C get func_ret_double: %f\n", val); return val; } object func_ret_str(char *val) { printf("C get func_ret_str: %s\n", val); return object(string(val)); } char func_many_args(int val1, double val2, char val3, short val4) { printf("C get func_many_args: int - %d, double - %f, char - %c, short - %d\n", val1, val2, val3, val4); return val3; } test_st_t * func_ret_struct(test_st_t *test_st) { if (test_st) { printf("C get test_st: val1 - %d, val2 - %f, val3 - %c\n", test_st->val1, test_st->val2, test_st->val3); } return test_st; } // _test    BOOST_PYTHON_MODULE(_test) { /* *   */ def("func_ret_int", func_ret_int); def("func_ret_double", func_ret_double); def("func_ret_str", &func_ret_str); def("func_many_args", func_many_args); //   // manage_new_object C     // reference_existing_object C     def("func_ret_struct", &func_ret_struct, return_value_policy<reference_existing_object>()); /* *    */ scope().attr("a") = a; scope().attr("b") = b; scope().attr("c") = c; /* *  */ class_<test_st_t>("test_st_t") .def_readwrite("val1", &test_st_t::val1) .def_readwrite("val2", &test_st_t::val2) .def_readwrite("val3", &test_st_t::val3) ; } 

test.h:

 using namespace boost::python; using namespace std; #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif typedef struct test_st_s test_st_t; typedef char * char_p; extern int a; extern double b; extern char c; int func_ret_int(int val); double func_ret_double(double val); object func_ret_str(char *val); char func_many_args(int val1, double val2, char val3, short val4); test_st_t *func_ret_struct(test_st_t *test_st); struct test_st_s { int val1; double val2; char val3; }; #ifdef __cplusplus } #endif 

كيفية التجميع:

 g++ -g -fPIC -I/usr/include/python3.6 -I./src/c -o ./objs/test.o -c ./src/c/test.cpp g++ -fPIC -g -shared -o ./lib/_test.so ./objs/test.o -lboost_python3 

المصدر يجمع في مكتبة ديناميكية.
يشبه استخدام python boost pybind11 ، وتحتاج أيضًا إلى وصف الوظائف التي سيشاهدها python. ولكن في رأيي دفعة أكثر ضخمة ومعقدة. على سبيل المثال:

 def("func_ret_struct", &func_ret_struct, return_value_policy<reference_existing_object>()); 

تأخذ الدالة func_ret_struct مؤشرًا إلى بنية كوسيطة وتقوم بإرجاع نفس المؤشر مرة أخرى. لذلك ، تحتاج إلى تحديد قواعد الكائن المرتجع return_value_policy <reference_existing_object> () . يشير reference_existing_objec إلى أن الكائن المرتجع موجود بالفعل. إذا حددت management_new_object ، فهذا يعني أننا نعيد كائنًا جديدًا. في هذه الحالة ، سوف يقع مثل هذا البرنامج النصي في خطأ تجزئة على أداة تجميع مجمعي البيانات المهملة:

 test_st = _test.test_st_t() ret = _test.func_ret_struct(test_st) 

لأن أداة تجميع مجمعي البيانات المهملة ستقوم أولاً بمسح البيانات التي تحتويها test_st ، ثم تريد مسح البيانات التي يحتوي عليها كائن ret. الذي يحتوي على نفس البيانات التي احتوت عليها test_st ، لكن تم مسحها بالفعل.

ومن المثير للاهتمام كيف في هذه الحالة لوصف مثل هذه الوظيفة (لم تذهب عميقة)؟

 test_st_t * func_ret_struct(test_st_t *test_st) { if (test_st) { return test_st; } else { return (test_st_t *) malloc(sizeof(test_st_t)); } } 

يمكن لمثل هذه الوظيفة إرجاع كائن موجود بالإضافة إلى كائن موجود.

واجهت أيضًا مشكلة في مثل هذه الوظيفة:

 char * func_ret_str(char *val) { return val; } 

كما أفهمها ، لا يمكنك الحصول على مؤشر إلى نوع بيانات قياسي من بيثون في دفعة. إنه ممكن فقط على الهيكل والطبقة والاتحاد . إذا كان أي شخص يعرف وسيلة لتنوير.

الثعبان

بالنسبة للثعبان ، تصبح الوحدة أصلية.
main.py:

 #!/usr/bin/python3 #-*- coding: utf-8 -*- import sys import time #    test #sys.path.append('.') sys.path.append('lib/') #   import _test ### ## C ### print("boost\n") print("C\n") start_time = time.time() ## #    ## print('  :') print('ret func_ret_int: ', _test.func_ret_int(101)) print('ret func_ret_double: ', _test.func_ret_double(12.123456789)) print('ret func_ret_str: ', _test.func_ret_str('Hello!')) print('ret func_many_args: ', _test.func_many_args(15, 18.1617, 'X', 32000)) ## #    ## print('\n  :') print('ret a: ', _test.a) #   . _test.a = 22 print('new a: ', _test.a) print('ret b: ', _test.b) print('ret c: ', _test.c) ## #    ## print('\n  :') #      test_st = _test.test_st_t() test_st.val1 = 5 test_st.val2 = 5.1234567 test_st.val3 = 'Z' print('val1 = {}\nval2 = {}\nval3 = {}'.format(test_st.val1, test_st.val2, test_st.val3)) ret = _test.func_ret_struct(test_st) #    C print('ret val1 = {}\nret val2 = {}\nret val3 = {}'.format(ret.val1, ret.val2, ret.val3)) #   print("--- {} seconds ---".format(time.time() - start_time)) 

إيجابيات وسلبيات دفعة

الايجابيات :

• بناء جملة بسيط عند استخدامه في بيثون

سلبيات :

• تحتاج إلى تحرير مصادر C ++ ، أو كتابة ارتباط لهم
• دفعة وحدها ليست سهلة

الرمز ، كالعادة ، أحاول التعليق بوضوح.

يبدأ متوسط ​​وقت تنفيذ الاختبار في كل طريقة بـ 1000:

• ctypes: - 0.0004987692832946777 seconds ---
• CFFI: - 0.00038521790504455566 ثانية ---
• pybind: - 0.0004547207355499268 ثانية ---
• C API: - 0.0003561973571777344 ثانية ---
• دفعة: - 0.00037789344787597656 ثانية ---

مراجع

• رموز المصدر للحصول على أمثلة
• الطريق من خلال ctypes
• الطريقة عبر CFFI ، pybind11
• طريقة عبر C API
• بيثون من سي