你有一个C扩展模块,在内部定义了很多有用的函数,你想将它们导出为一个公共的C API供其他地方使用。 你想在其他扩展模块中使用这些函数,但是不知道怎样将它们链接起来, 并且通过C编译器/链接器来做看上去特别复杂(或者不可能做到)。
/* Destructor function for points */ static void del_Point(PyObject *obj) {
free(PyCapsule_GetPointer(obj,"Point")); }
/* Utility functions */ static Point *PyPoint_AsPoint(PyObject *obj) { return (Point *) PyCapsule_GetPointer(obj, "Point"); }
static PyObject *PyPoint_FromPoint(Point *p, int must_free) { return PyCapsule_New(p, "Point", must_free ? del_Point : NULL); }
本节主要问题是如何处理15.4小节中提到的Point对象。仔细回一下,在C代码中包含了如下这些工具函数:
/* Destructor function for points */
static void del_Point(PyObject *obj) {
free(PyCapsule_GetPointer(obj,"Point"));
}
/* Utility functions */
static Point *PyPoint_AsPoint(PyObject *obj) {
return (Point *) PyCapsule_GetPointer(obj, "Point");
}
static PyObject *PyPoint_FromPoint(Point *p, int must_free) {
return PyCapsule_New(p, "Point", must_free ? del_Point : NULL);
}
现在的问题是怎样将 PyPoint_AsPoint() 和 Point_FromPoint() 函数作为API导出, 这样其他扩展模块能使用并链接它们,比如如果你有其他扩展也想使用包装的Point对象。
要解决这个问题,首先要为 sample 扩展写个新的头文件名叫 pysample.h ,如下:
/* pysample.h */
#include "Python.h"
#include "sample.h"
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* Public API Table */
typedef struct {
Point *(*aspoint)(PyObject *);
PyObject *(*frompoint)(Point *, int);
} _PointAPIMethods;
#ifndef PYSAMPLE_MODULE
/* Method table in external module */
static _PointAPIMethods *_point_api = 0;
/* Import the API table from sample */
static int import_sample(void) {
_point_api = (_PointAPIMethods *) PyCapsule_Import("sample._point_api",0);
return (_point_api != NULL) ? 1 : 0;
}
/* Macros to implement the programming interface */
#define PyPoint_AsPoint(obj) (_point_api->aspoint)(obj)
#define PyPoint_FromPoint(obj) (_point_api->frompoint)(obj)
#endif
#ifdef __cplusplus
}
#endif
这里最重要的部分是函数指针表 _PointAPIMethods . 它会在导出模块时被初始化,然后导入模块时被查找到。 修改原始的扩展模块来填充表格并将它像下面这样导出:
/* pysample.c */
#include "Python.h"
#define PYSAMPLE_MODULE
#include "pysample.h"
...
/* Destructor function for points */
static void del_Point(PyObject *obj) {
printf("Deleting point\n");
free(PyCapsule_GetPointer(obj,"Point"));
}
/* Utility functions */
static Point *PyPoint_AsPoint(PyObject *obj) {
return (Point *) PyCapsule_GetPointer(obj, "Point");
}
static PyObject *PyPoint_FromPoint(Point *p, int free) {
return PyCapsule_New(p, "Point", free ? del_Point : NULL);
}
static _PointAPIMethods _point_api = {
PyPoint_AsPoint,
PyPoint_FromPoint
};
...
/* Module initialization function */
PyMODINIT_FUNC
PyInit_sample(void) {
PyObject *m;
PyObject *py_point_api;
m = PyModule_Create(&samplemodule);
if (m == NULL)
return NULL;
/* Add the Point C API functions */
py_point_api = PyCapsule_New((void *) &_point_api, "sample._point_api", NULL);
if (py_point_api) {
PyModule_AddObject(m, "_point_api", py_point_api);
}
return m;
}
最后,下面是一个新的扩展模块例子,用来加载并使用这些API函数:
/* ptexample.c */
/* Include the header associated with the other module */
#include "pysample.h"
/* An extension function that uses the exported API */
static PyObject *print_point(PyObject *self, PyObject *args) {
PyObject *obj;
Point *p;
if (!PyArg_ParseTuple(args,"O", &obj)) {
return NULL;
}
/* Note: This is defined in a different module */
p = PyPoint_AsPoint(obj);
if (!p) {
return NULL;
}
printf("%f %f\n", p->x, p->y);
return Py_BuildValue("");
}
static PyMethodDef PtExampleMethods[] = {
{"print_point", print_point, METH_VARARGS, "output a point"},
{ NULL, NULL, 0, NULL}
};
static struct PyModuleDef ptexamplemodule = {
PyModuleDef_HEAD_INIT,
"ptexample", /* name of module */
"A module that imports an API", /* Doc string (may be NULL) */
-1, /* Size of per-interpreter state or -1 */
PtExampleMethods /* Method table */
};
/* Module initialization function */
PyMODINIT_FUNC
PyInit_ptexample(void) {
PyObject *m;
m = PyModule_Create(&ptexamplemodule);
if (m == NULL)
return NULL;
/* Import sample, loading its API functions */
if (!import_sample()) {
return NULL;
}
return m;
}
编译这个新模块时,你甚至不需要去考虑怎样将函数库或代码跟其他模块链接起来。 例如,你可以像下面这样创建一个简单的 setup.py 文件:
# setup.py
from distutils.core import setup, Extension
setup(name='ptexample',
ext_modules=[
Extension('ptexample',
['ptexample.c'],
include_dirs = [], # May need pysample.h directory
)
]
)
如果一切正常,你会发现你的新扩展函数能和定义在其他模块中的C API函数一起运行的很好。
>>> import sample
>>> p1 = sample.Point(2,3)
>>> p1
<capsule object "Point *" at 0x1004ea330>
>>> import ptexample
>>> ptexample.print_point(p1)
2.000000 3.000000
>>>
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