C语言的Python（C API）

去年，需要用 Python3中的功能来补充用C编写的旧项目。 尽管事实上有关于此主题的文章，但我在当年和现在写这篇文章的程序时都受了苦。 因此，我将给出一些示例，说明如何在Linux下使用C使用Python3（使用我的用法）。 我将描述如何创建一个类并调用其方法来访问变量。 调用函数并从模块获取变量。 还有我遇到的无法理解的问题。

配套

我们使用标准的Python API forC。 所需的Python软件包：

• python3
• python3-dev
• python3-all
• python3-all-dev
• libpython3-all-dev

在口译员中工作

最简单的事情是在Python解释器中加载和工作。

要工作，必须连接头文件：

#include <Python.h> 

加载解释器：

 Py_Initialize(); 

接下来是Python的一部分工作，例如：

 PyRun_SimpleString("print('Hello!')"); 

卸载解释器：

 Py_Finalize(); 

完整示例：

 #include <Python.h> void main() { //   Python Py_Initialize(); //     PyRun_SimpleString("print('Hello!')"); //   Python Py_Finalize(); } 

如何编译和运行：

 gcc simple.c $(python3-config --includes --ldflags) -o simple && ./simple Hello! 

但这不起作用：

 gcc $(python3-config --includes --ldflags) simple.c -o simple && ./simple /tmp/ccUkmq57.o: In function `main': simple.c:(.text+0x5): undefined reference to `Py_Initialize' simple.c:(.text+0x16): undefined reference to `PyRun_SimpleStringFlags' simple.c:(.text+0x1b): undefined reference to `Py_Finalize' collect2: error: ld returned 1 exit status 

这是因为python3-config --includes --ldflags扩展为这种类型的东西：

 -I/usr/include/python3.6m -I/usr/include/python3.6m -L/usr/lib/python3.6/config-3.6m-x86_64-linux-gnu -L/usr/lib -lpython3.6m -lpthread -ldl -lutil -lm -Xlinker -export-dynamic -Wl,-O1 -Wl,-Bsymbolic-functions 

在这里，我认为-Wl链接器的连接顺序很重要 。 谁能更确切地知道，在评论中写些，我将补充答案。

MooNDeaR的 解释 ：

一切都非常简单-一次搜索字符，所有未使用的字符都将被丢弃。 如果将simple.c放在最后，结果表明链接器在查看python库后将看到Py_Initialize（）符号的使用，此刻所有符号都将被丢弃（因为未使用它们）。

从Python文件调用函数的示例：
简单的

 #include <Python.h> void python() { //   Python Py_Initialize(); //     //   sys PyRun_SimpleString("import sys"); //    python PyRun_SimpleString("sys.path.append('./src/python')"); PyRun_SimpleString("import simple"); PyRun_SimpleString("print(simple.get_value(2))"); PyRun_SimpleString("print(simple.get_value(2.0))"); PyRun_SimpleString("print(simple.get_value(\"Hello!\"))"); //   Python Py_Finalize(); } void main() { puts("Test simple:"); python(); } 

simple.py

 #!/usr/bin/python3 #-*- coding: utf-8 -*- def get_value(x): return x 

但是这些都是简单而有趣的事情，我们无法获得函数的结果。

使用函数和模块变量

这有点棘手。
将Python解释器和func.py模块加载到其中：

 PyObject * python_init() { //   Python Py_Initialize(); do { //   sys sys = PyImport_ImportModule("sys"); sys_path = PyObject_GetAttrString(sys, "path"); //     Python folder_path = PyUnicode_FromString((const char*) "./src/python"); PyList_Append(sys_path, folder_path); //  func.py pName = PyUnicode_FromString("func"); if (!pName) { break; } //    pModule = PyImport_Import(pName); if (!pModule) { break; } //      pDict = PyModule_GetDict(pModule); if (!pDict) { break; } return pDict; } while (0); //   PyErr_Print(); } 

释放Python解释器资源：

 void python_clear() { //    Py_XDECREF(pDict); Py_XDECREF(pModule); Py_XDECREF(pName); Py_XDECREF(folder_path); Py_XDECREF(sys_path); Py_XDECREF(sys); //   Python Py_Finalize(); } 

使用变量和模块功能。

 /** *          */ char * python_func_get_str(char *val) { char *ret = NULL; //   get_value  func.py pObjct = PyDict_GetItemString(pDict, (const char *) "get_value"); if (!pObjct) { return ret; } do { //  pObjct  . if (!PyCallable_Check(pObjct)) { break; } pVal = PyObject_CallFunction(pObjct, (char *) "(s)", val); if (pVal != NULL) { PyObject* pResultRepr = PyObject_Repr(pVal); //     ,     Python   . //   pResultRepr     . ret = strdup(PyBytes_AS_STRING(PyUnicode_AsEncodedString(pResultRepr, "utf-8", "ERROR"))); Py_XDECREF(pResultRepr); Py_XDECREF(pVal); } else { PyErr_Print(); } } while (0); return ret; } /** *       int */ int python_func_get_val(char *val) { int ret = 0; //     val pVal = PyDict_GetItemString(pDict, (const char *) val); if (!pVal) { return ret; } //    long if (PyLong_Check(pVal)) { ret = _PyLong_AsInt(pVal); } else { PyErr_Print(); } return ret; } 

让我们更详细地讨论这一点。

 pVal = PyObject_CallFunction(pObjct, (char *) "(s)", val); 

“（s）”表示将1个char *参数作为参数传递给get_value（x） 。 如果我们需要将几个参数传递给该函数，则将如下所示：

 pVal = PyObject_CallFunction(pObjct, (char *) "(sss)", val1, val2, val3); 

如果您需要传递int ，则将使用字母i ，所有可能的数据类型及其名称都可以在Python 文档中找到。

 pVal = PyObject_CallFunction(pObjct, (char *) "(i)", my_int); 

func.py：

 #!/usr/bin/python3 #-*- coding: utf-8 -*- a = 11 b = 22 c = 33 def get_value(x): return x def get_bool(self, x): if x: return True else: return False 

（ 问题已解决 ）
我遇到且无法理解的问题：

 int main() { puts("Test func:"); if (!python_init()) { puts("python_init error"); return -1; } puts("Strings:"); printf("\tString: %s\n", python_func_get_str("Hello from Python!")); puts("Attrs:"); printf("\ta: %d\n", python_func_get_val("a")); printf("\tb: %d\n", python_func_get_val("b")); printf("\tc: %d\n", python_func_get_val("c")); python_clear(); return 0; } 

如果我想从func.py获取b或c ，则打开：

 Py_Finalize(); 

我遇到了细分错误 。 仅获得一个，就没有这种问题。
接收类变量时，也没有问题。

pwl的 解释 ：

PyObject PyDict_GetItemString（PyObject p，const char *键）
返回值：借用的参考。 无需做任何借用的参考。

问题是我在为PyDict_GetItemString（）调用Py_XDECREF（） 。 无需为此功能执行此操作，从而导致分段错误 。

班级工作

仍然有些复杂。
将Python解释器和class.py模块加载到其中。

 PyObject * python_init() { //   Python Py_Initialize(); do { //   sys sys = PyImport_ImportModule("sys"); sys_path = PyObject_GetAttrString(sys, "path"); //     Python folder_path = PyUnicode_FromString((const char*) "./src/python"); PyList_Append(sys_path, folder_path); //  Unicode   UTF-8  pName = PyUnicode_FromString("class"); if (!pName) { break; } //   class pModule = PyImport_Import(pName); if (!pModule) { break; } //      pDict = PyModule_GetDict(pModule); if (!pDict) { break; } //   Class  class.py pClass = PyDict_GetItemString(pDict, (const char *) "Class"); if (!pClass) { break; } //  pClass  . if (!PyCallable_Check(pClass)) { break; } //   Class pInstance = PyObject_CallObject(pClass, NULL); return pInstance; } while (0); //   PyErr_Print(); } 

传递字符串作为参数并返回字符串

 char * python_class_get_str(char *val) { char *ret = NULL; pVal = PyObject_CallMethod(pInstance, (char *) "get_value", (char *) "(s)", val); if (pVal != NULL) { PyObject* pResultRepr = PyObject_Repr(pVal); //     ,     Python   . ret = strdup(PyBytes_AS_STRING(PyUnicode_AsEncodedString(pResultRepr, "utf-8", "ERROR"))); Py_XDECREF(pResultRepr); Py_XDECREF(pVal); } else { PyErr_Print(); } return ret; } 

这里没有问题，一切正常，没有错误。 源代码中有一些示例如何使用int ， double ， bool 。

在编写材料时，我刷新了学识）
我希望它会有用。

参考文献

• 示例的源代码
• 来自Python CFFI，pybind11的 C / C ++
• Python ctypes中的 C / C ++
• 来自Python C API的 C / C ++