Cython 使用笔记

Cython 使用笔记

前言

最近 bug 改的差不多了，新项目也没有开始。闲不住，自己又开始折腾，准备使用 Cython 对当前使用的 C 库进行封装。目的有以下三个：

• 对该 C 库的接口及代码进行初步了解；
• 简化以后对该 C 库的单元测试开发；
• 对python和c之间的交互有一个初步了解；

Cython 简介

Cython 是一门基于 Python 的编程语言， 通过额外的语法允许可选择的静态类型声明。 它的目标是成为 Python 的超集， 而Python 赋予它高级，面向对象，函数式以及动态编程等特性。 使用 Cython 编写的源代码会被转换成优化过的 C/C++ 代码， 并且被编译成 Python 的扩展模块。 这样即有非常快的程序执行速度和与外部C程序库的紧密集成， 也可以保持 Python 语言所著称的高程序员生产力。

本文主要记录在使用 Cython 过程中遇到的问题。

使用 Cython 过程中的问题

安装

可以直接下载 windows 二进制安装包 。

Unable to find vcvarsall.bat

编译时提示 error: Unable to find vcvarsall.bat 。已经安装VC，并且将该 bat 文件路径加入 Path 环境变量也无法解决问题。在 Cython FAQ 中找到解决方案，如果没有使用 pyximport ，又安装了 cygwin ，可以在编译参数加上参数 --compiler=mingw32 来解决问题。

Python undefined reference

编译时，出现很多错误信息如：

undefined reference to `_imp__PyInt_Type'

需要参照 InstallingOnWindows 中的 Troubleshooting，编译 libpythonXX.a 。（XX 代表 Python 版本号，如 libpython27.a）

1. 下载 pexport
2. 找到 pythonXX.dll

3. 运行：

   pexports pythonXX.dll > pythonXX.def
   

   这样会提取 pythonXX.dll 的所有符号并将它们写入 pythonXX.def 。

4. 运行：

   dlltool --dllname pythonXX.dll --def pythonXX.def --output-lib > libpythonXX.a
   

   这样会创建 libpythonXX.a

5. 将 libpythonXX.a 拷入 python 路径中的 libs 文件夹下。

读取二进制文件

1. 打开文件并读取所有内容为字符串

   data = open("data", "r")

2. 将字符串强制转换为 bytes ，赋值给 char* 类型指针

   cdef char* content = <bytes>data 

3. 将指针转换为指定类型传递给C库接口

   lib_interface(<TypePTR>content)

导出头文件宏定义常量

假设在头文件 interface.h 中存在常量定义：

#define IF_OK 0

将此定义导出需要：

1. 需要在 lib.pxd 文件中使用 enum 定义该常量

   cdef extern from "interface.h":
       enum: IF_OK

2. 在 lib.pyx 文件中：

   cimport lib
   
   IF_OK = lib.IF_OK

动态内存分配

可以通过：

from libc.stdlib cimport *

使用 malloc 、 free 等 C 标准库函数