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深入python进程间通信原理,python 进程通信

时间:2023-12-27 22:27:53 阅读:326898 作者:FQSO

本文目录一览:

请问怎么学习Python?

这里整理了一份Python开发的学习路线,可按照这份大纲来安排学习计划~

第一阶段:专业核心基础

阶段目标:

1. 熟练掌握Python的开发环境与编程核心知识

2. 熟练运用Python面向对象知识进行程序开发

3. 对Python的核心库和组件有深入理解

4. 熟练应用SQL语句进行数据库常用操作

5. 熟练运用Linux操作系统命令及环境配置

6. 熟练使用MySQL,掌握数据库高级操作

7. 能综合运用所学知识完成项目

知识点:

Python编程基础、Python面向对象、Python高级进阶、MySQL数据库、Linux操作系统。

1、Python编程基础,语法规则,函数与参数,数据类型,模块与包,文件IO,培养扎实的Python编程基本功,同时对Python核心对象和库的编程有熟练的运用。

2、Python面向对象,核心对象,异常处理,多线程,网络编程,深入理解面向对象编程,异常处理机制,多线程原理,网络协议知识,并熟练运用于项目中。

3、类的原理,MetaClass,下划线的特殊方法,递归,魔术方法,反射,迭代器,装饰器,UnitTest,Mock。深入理解面向对象底层原理,掌握Python开发高级进阶技术,理解单元测试技术。

4、数据库知识,范式,MySQL配置,命令,建库建表,数据的增删改查,约束,视图,存储过程,函数,触发器,事务,游标,PDBC,深入理解数据库管理系统通用知识及MySQL数据库的使用与管理。为Python后台开发打下坚实基础。

5、Linux安装配置,文件目录操作,VI命令,管理,用户与权限,环境配置,Docker,Shell编程Linux作为一个主流的服务器操作系统,是每一个开发工程师必须掌握的重点技术,并且能够熟练运用。

第二阶段:PythonWEB开发

阶段目标:

1. 熟练掌握Web前端开发技术,HTML,CSS,JavaScript及前端框架

2. 深入理解Web系统中的前后端交互过程与通信协议

3. 熟练运用Web前端和Django和Flask等主流框架完成Web系统开发

4. 深入理解网络协议,分布式,PDBC,AJAX,JSON等知识

5. 能够运用所学知识开发一个MiniWeb框架,掌握框架实现原理

6. 使用Web开发框架实现贯穿项目

知识点:

Web前端编程、Web前端高级、Django开发框架、Flask开发框架、Web开发项目实战。

1、Web页面元素,布局,CSS样式,盒模型,JavaScript,JQuery与Bootstrap掌握前端开发技术,掌握JQuery与BootStrap前端开发框架,完成页面布局与美化。

2、前端开发框架Vue,JSON数据,网络通信协议,Web服务器与前端交互熟练使用Vue框架,深入理解HTTP网络协议,熟练使用Swagger,AJAX技术实现前后端交互。

3、自定义Web开发框架,Django框架的基本使用,Model属性及后端配置,Cookie与Session,模板Templates,ORM数据模型,Redis二级缓存,RESTful,MVC模型掌握Django框架常用API,整合前端技术,开发完整的WEB系统和框架。

4、Flask安装配置,App对象的初始化和配置,视图函数的路由,Request对象,Abort函数,自定义错误,视图函数的返回值,Flask上下文和请求钩子,模板,数据库扩展包Flask-Sqlalchemy,数据库迁移扩展包Flask-Migrate,邮件扩展包Flask-Mail。掌握Flask框架的常用API,与Django框架的异同,并能独立开发完整的WEB系统开发。

第三阶段:爬虫与数据分析

阶段目标:

1. 熟练掌握爬虫运行原理及常见网络抓包工具使用,能够对HTTP及HTTPS协议进行抓包分析

2. 熟练掌握各种常见的网页结构解析库对抓取结果进行解析和提取

3. 熟练掌握各种常见反爬机制及应对策略,能够针对常见的反爬措施进行处理

4. 熟练使用商业爬虫框架Scrapy编写大型网络爬虫进行分布式内容爬取

5. 熟练掌握数据分析相关概念及工作流程

6. 熟练掌握主流数据分析工具Numpy、Pandas和Matplotlib的使用

7. 熟练掌握数据清洗、整理、格式转换、数据分析报告编写

8. 能够综合利用爬虫爬取豆瓣网电影评论数据并完成数据分析全流程项目实战

知识点:

网络爬虫开发、数据分析之Numpy、数据分析之Pandas。

1、爬虫页面爬取原理、爬取流程、页面解析工具LXML,Beautifulfoup,正则表达式,代理池编写和架构、常见反爬措施及解决方案、爬虫框架结构、商业爬虫框架Scrapy,基于对爬虫爬取原理、网站数据爬取流程及网络协议的分析和了解,掌握网页解析工具的使用,能够灵活应对大部分网站的反爬策略,具备独立完成爬虫框架的编写能力和熟练应用大型商业爬虫框架编写分布式爬虫的能力。

2、Numpy中的ndarray数据结构特点、numpy所支持的数据类型、自带的数组创建方法、算术运算符、矩阵积、自增和自减、通用函数和聚合函数、切片索引、ndarray的向量化和广播机制,熟悉数据分析三大利器之一Numpy的常见使用,熟悉ndarray数据结构的特点和常见操作,掌握针对不同维度的ndarray数组的分片、索引、矩阵运算等操作。

3、Pandas里面的三大数据结构,包括Dataframe、Series和Index对象的基本概念和使用,索引对象的更换及删除索引、算术和数据对齐方法,数据清洗和数据规整、结构转换,熟悉数据分析三大利器之一Pandas的常见使用,熟悉Pandas中三大数据对象的使用方法,能够使用Pandas完成数据分析中最重要的数据清洗、格式转换和数据规整工作、Pandas对文件的读取和操作方法。

4、matplotlib三层结构体系、各种常见图表类型折线图、柱状图、堆积柱状图、饼图的绘制、图例、文本、标线的添加、可视化文件的保存,熟悉数据分析三大利器之一Matplotlib的常见使用,熟悉Matplotlib的三层结构,能够熟练使用Matplotlib绘制各种常见的数据分析图表。能够综合利用课程中所讲的各种数据分析和可视化工具完成股票市场数据分析和预测、共享单车用户群里数据分析、全球幸福指数数据分析等项目的全程实战。

第四阶段:机器学习与人工智能

阶段目标:

1. 理解机器学习相关的基本概念及系统处理流程

2. 能够熟练应用各种常见的机器学习模型解决监督学习和非监督学习训练和测试问题,解决回归、分类问题

3. 熟练掌握常见的分类算法和回归算法模型,如KNN、决策树、随机森林、K-Means等

4. 掌握卷积神经网络对图像识别、自然语言识别问题的处理方式,熟悉深度学习框架TF里面的张量、会话、梯度优化模型等

5. 掌握深度学习卷积神经网络运行机制,能够自定义卷积层、池化层、FC层完成图像识别、手写字体识别、验证码识别等常规深度学习实战项目

知识点:

1、机器学习常见算法、sklearn数据集的使用、字典特征抽取、文本特征抽取、归一化、标准化、数据主成分分析PCA、KNN算法、决策树模型、随机森林、线性回归及逻辑回归模型和算法。熟悉机器学习相关基础概念,熟练掌握机器学习基本工作流程,熟悉特征工程、能够使用各种常见机器学习算法模型解决分类、回归、聚类等问题。

2、Tensorflow相关的基本概念,TF数据流图、会话、张量、tensorboard可视化、张量修改、TF文件读取、tensorflow playround使用、神经网络结构、卷积计算、激活函数计算、池化层设计,掌握机器学习和深度学习之前的区别和练习,熟练掌握深度学习基本工作流程,熟练掌握神经网络的结构层次及特点,掌握张量、图结构、OP对象等的使用,熟悉输入层、卷积层、池化层和全连接层的设计,完成验证码识别、图像识别、手写输入识别等常见深度学习项目全程实战。

python socketserver和socket的区别

区别:

1.首先介绍下socket

socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSD UNIX的进程通信机制,取后一种意思。通常也

称作"套接字",用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄,可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。在Internet上的主机一 般运行了多个服务软件,同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原 意那样,像一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间,每个插座有一个编号,有的插座提供220伏交流电, 有的提供110伏交流电,有的则提供有线电视节目。 客户软件将插头插到不同编号的插座,就可以得到不同的服务

2、连接原理

根据连接启动的方式以及本地套接字要连接的目标,套接字之间的连接过程可以分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认。

(1)服务器监听:是服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态。

(2)客户端请求:是指由客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。

(3)连接确认:是指当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求,它就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接 字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,连接就建立好了。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。

案例

1、最简单的web服务器

2、简单的聊天工具

(1)service端

(2)client端

3、更多功能

更多功能

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

参数一:地址簇

socket.AF_INET IPv4(默认)

socket.AF_INET6 IPv6

socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二:类型

socket.SOCK_STREAM流式socket , for TCP (默认)

socket.SOCK_DGRAM 数据报式socket , for UDP

socket.SOCK_RAW 原始套接字,普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文,而

SOCK_RAW可以;其次,SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文;此外,利用原始套接字,可以

通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。

socket.SOCK_RDM 是一种可靠的UDP形式,即保证交付数据报但不保证顺序。

SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问,在需要执行某些特殊操作时使用,

如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。

socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务

参数三:协议

0(默认)与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ,

则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议

sk.bind(address)

s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。

在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址。

sk.listen(backlog)

开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前,可以挂起的最大连接数量。

backlog等于5,表示内核已经接到了连接请求,但服务器还没有调用accept进行处理的

连接个数最大为5,这个值不能无限大,因为要在内核中维护连接队列

sk.setblocking(bool)

是否阻塞(默认True),如果设置False,那么accept和recv时一旦无数据,则报错。

sk.accept()

接受连接并返回(conn,address),其中conn是新的套接字对象,可以用来接收

和发送数据。address是连接客户端的地址。接收TCP 客户的连接(阻塞式)等待连接的到来

sk.connect(address)

连接到address处的套接字。一般,address的格式为元组(hostname,port),

如果连接出错,返回socket.error错误。

sk.connect_ex(address)

同上,只不过会有返回值,连接成功时返回 0 ,连接失败时候返回编码,例如:10061

sk.close()

关闭套接字

sk.recv(bufsize[,flag])

接受套接字的数据。数据以字符串形式返回,bufsize指定最多可以接收的数量。

flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。

sk.recvfrom(bufsize[.flag])

与recv()类似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收数据的字符串,

address是发送数据的套接字地址。

sk.send(string[,flag])

将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量,

该数量可能小于string的字节大小。即:可能未将指定内容全部发送。

sk.sendall(string[,flag])

将string中的数据发送到连接的套接字,但在返回之前会尝试发送所有数据。

成功返回None,失败则抛出异常。

内部通过递归调用send,将所有内容发送出去。

sk.sendto(string[,flag],address)

将数据发送到套接字,address是形式为(ipaddr,port)的元组,指定远程地址。

返回值是发送的字节数。该函数主要用于UDP协议。

sk.settimeout(timeout)

设置套接字操作的超时期,timeout是一个浮点数,单位是秒。值为None表示没有超时期。

一般,超时期应该在刚创建套接字时设置,因为它们可能用于连接的操作

(如 client 连接最多等待5s )

sk.getpeername()

返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。

sk.getsockname()

返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

sk.fileno()

套接字的文件描述符

二、socket server

SocketServer内部使用 IO多路复用 以及 “多线程” 和 “多进程” ,从而实现并发处理多个客户端请求的Socket服务端。即:每个客户端请求连接到服务器时,Socket服务端都会在服务器是创建一个“线程”或者“进 程” 专门负责处理当前客户端的所有请求。

注:导入模块的时候 3.x版本是socketserver 2.x版本是SocketServer

1.ThreadingTCPServer

ThreadingTCPServer实现的Soket服务器内部会为每个client创建一个 “线程”,该线程用来和客户端进行交互。

ThreadingTCPServer基础

使用ThreadingTCPServer:

创建一个继承自 SocketServer.BaseRequestHandler 的类

类中必须定义一个名称为 handle 的方法

启动ThreadingTCPServer

服务端

客户端

内部调用流程为:

启动服务端程序

执行 TCPServer.init 方法,创建服务端Socket对象并绑定 IP 和 端口

执行 BaseServer.init 方法,将自定义的继承自SocketServer.BaseRequestHandler 的类 - MyRequestHandle赋值给 self.RequestHandlerClass

执行 BaseServer.server_forever 方法,While 循环一直监听是否有客户端请求到达 ...

当客户端连接到达服务器

执行 ThreadingMixIn.process_request 方法,创建一个 “线程” 用来处理请求

执行 ThreadingMixIn.process_request_thread 方法

执行 BaseServer.finish_request 方法,执行 self.RequestHandlerClass() 即:执行 自定义 MyRequestHandler 的构造方法(自动调用基类BaseRequestHandler的构造方法,在该构造方法中又会调用 MyRequestHandler的handle方法)

ForkingTCPServer

ForkingTCPServer和ThreadingTCPServer的使用和执行流程基本一致,只不过在内部分别为请求者建立 “线程” 和 “进程”。

python能做什么

python的用途:

Python的优势有必要作为第一步去了解,Python作为面向对象的脚本语言,优势就是数据处理和挖掘,这也注定了它和AI、互联网技术的紧密联系。

网络爬虫。顾名思义,从互联网上爬取信息的脚本,主要由urllib、requests等库编写,实用性很强,小编就曾写过爬取5w数据量的爬虫。在大数据风靡的时代,爬虫绝对是新秀。

人工智能。AI使Python一战成名,AI的实现可以通过tensorflow库。神经网络的核心在于激活函数、损失函数和数据,数据可以通过爬虫获得。训练时大量的数据运算又是Python的show time。

扩展资料:

Python开发人员尽量避开不成熟或者不重要的优化。一些针对非重要部位的加快运行速度的补丁通常不会被合并到Python内。在某些对运行速度要求很高的情况,Python设计师倾向于使用JIT技术,或者用使用C/C++语言改写这部分程序。可用的JIT技术是PyPy。

Python是完全面向对象的语言。函数、模块、数字、字符串都是对象。并且完全支持继承、重载、派生、多继承,有益于增强源代码的复用性。

Python支持重载运算符和动态类型。相对于Lisp这种传统的函数式编程语言,Python对函数式设计只提供了有限的支持。有两个标准库(functools, itertools)提供了Haskell和Standard ML中久经考验的函数式程序设计工具。

参考资料来源:百度百科-Python

python遍历目录就是这么简单

有时我们有列出目录下都有哪些文件和子目录的需求,这种情况是有现成命令可用的,比如windows下的dir命令,linux下的ls命令都可以,那我们用python代码怎么实现呢?

我们利用python丰富的库很容易就能实现一个简易版本,下面我们就用4种方法来实现它。

一、使用os.popen

os.popen工作原理是新建一个子进程,然后用这个子进程执行命令,父进程与子进程间通过管道进行通信。

根据调用popen时的传参,我们可以通过管道读取子进程的输出也可以向子进程写数据,默认是读取子进程的输出。

从以上描述可以看出popen是非常通用的,不是只能用于我们这个例子哦。

那我们开始用它实现我们的需求吧,代码如下:

哈哈,是不是很简单,这种方式虽然能达到目的但其实并不是我们想要的,我们本来就是要实现ls的,结果调用了ls,所以严格意义上来说我们并没有实现ls,那让我们继续往下看其它方法吧,嘿嘿。

二、使用glob.glob

glob可以根据你使用的通配符对文件进行匹配,利用这个特性我们可以列出当前目录下都有哪些文件和子目录,如下代码:

三、使用os.listdir

os.listdir同样可以列出某个目录下都有哪些文件和子目录,如下代码:

四、使用os.walk

os.walk在遍历目录方面非常强大,它不但可以遍历你需要的目录,也可以递归遍历子目录且递归的深度可以用代码控制,下面让我们分别看下怎么遍历整个目录树以及怎么控制深度吧。

os.walk默认是遍历整个目录树的,如下代码就会递归打印出当前目录下所有文件:

那我们怎么控制遍历的深度,比如只遍历n层呢?其实很简单,只需要定义一个深度变量,然后到达n后跳出循环即可,如下代码就只遍历1层:

至此我们已经写完4种方法了,如果你还有其他方法,欢迎评论交流。

关于多个python文件共享数据

简单。一个是通过线程同步。另一个就是全局变量global,加上这个修饰就可以了。python一个进程里的所有东西,都是在一个内存空间的。只要加了global就可以访问。可以用这个全局变量通讯,效果也是一样的。python一个进程只用一个CPU核。所以不存在楼下说的地址空间不一样的问题。

进程间同步也有几个方法。通常使用共享内存,管道,不过最常用的还是socket或者是数据库。还有些分布式组件不是很好用。我通常用mutliprocessing,里面有现成的进程通信办法。

看到你的需求。我觉着可以用两个变量,一个变量记录修改状态,另一个变量要求先锁再进行修改。目前看来如果仅仅是python里实现。直接使用memcache这个工具就可以解决。一个程序读写,其它的程序只需要轮洵就可以了。从原理上讲memcache是一个内存数据库。

如何实现 C/C++ 与 Python 的通信

属于混合编程的问题。较全面的介绍一下,不仅限于题主提出的问题。

以下讨论中,Python指它的标准实现,即CPython(虽然不是很严格)

本文分4个部分

C/C++ 调用 Python (基础篇)— 仅讨论Python官方提供的实现方式

Python 调用 C/C++ (基础篇)— 仅讨论Python官方提供的实现方式

C/C++ 调用 Python (高级篇)— 使用 Cython

Python 调用 C/C++ (高级篇)— 使用 SWIG

练习本文中的例子,需要搭建Python扩展开发环境。具体细节见搭建Python扩展开发环境 - 蛇之魅惑 - 知乎专栏

1 C/C++ 调用 Python(基础篇)

Python 本身就是一个C库。你所看到的可执行体python只不过是个stub。真正的python实体在动态链接库里实现,在Windows平台上,这个文件位于 %SystemRoot%System32python27.dll。

你也可以在自己的程序中调用Python,看起来非常容易:

//my_python.c

#include Python.h

int main(int argc, char *argv[])

{

Py_SetProgramName(argv[0]);

Py_Initialize();

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

Py_Finalize();

return 0;

}

在Windows平台下,打开Visual Studio命令提示符,编译命令为

cl my_python.c -IC:Python27include C:Python27libspython27.lib

在Linux下编译命令为

gcc my_python.c -o my_python -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7

在Mac OS X 下的编译命令同上

产生可执行文件后,直接运行,结果为输出

Hello Python!

Python库函数PyRun_SimpleString可以执行字符串形式的Python代码。

虽然非常简单,但这段代码除了能用C语言动态生成一些Python代码之外,并没有什么用处。我们需要的是C语言的数据结构能够和Python交互。

下面举个例子,比如说,有一天我们用Python写了一个功能特别强大的函数:

def great_function(a):

return a + 1

接下来要把它包装成C语言的函数。我们期待的C语言的对应函数应该是这样的:

int great_function_from_python(int a) {

int res;

// some magic

return res;

}

首先,复用Python模块得做‘import’,这里也不例外。所以我们把great_function放到一个module里,比如说,这个module名字叫 great_module.py

接下来就要用C来调用Python了,完整的代码如下:

#include Python.h

int great_function_from_python(int a) {

int res;

PyObject *pModule,*pFunc;

PyObject *pArgs, *pValue;

/* import */

pModule = PyImport_Import(PyString_FromString("great_module"));

/* great_module.great_function */

pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "great_function");

/* build args */

pArgs = PyTuple_New(1);

PyTuple_SetItem(pArgs,0, PyInt_FromLong(a));

/* call */

pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);

res = PyInt_AsLong(pValue);

return res;

}

从上述代码可以窥见Python内部运行的方式:

所有Python元素,module、function、tuple、string等等,实际上都是PyObject。C语言里操纵它们,一律使用PyObject *。

Python的类型与C语言类型可以相互转换。Python类型XXX转换为C语言类型YYY要使用PyXXX_AsYYY函数;C类型YYY转换为Python类型XXX要使用PyXXX_FromYYY函数。

也可以创建Python类型的变量,使用PyXXX_New可以创建类型为XXX的变量。

若a是Tuple,则a[i] = b对应于 PyTuple_SetItem(a,i,b),有理由相信还有一个函数PyTuple_GetItem完成取得某一项的值。

不仅Python语言很优雅,Python的库函数API也非常优雅。

现在我们得到了一个C语言的函数了,可以写一个main测试它

#include Python.h

int great_function_from_python(int a);

int main(int argc, char *argv[]) {

Py_Initialize();

printf("%d",great_function_from_python(2));

Py_Finalize();

}

编译的方式就用本节开头使用的方法。

在Linux/Mac OSX运行此示例之前,可能先需要设置环境变量:

bash:

export PYTHONPATH=.:$PYTHONPATH

csh:

setenv PYTHONPATH .:$PYTHONPATH

2 Python 调用 C/C++(基础篇)

这种做法称为Python扩展。

比如说,我们有一个功能强大的C函数:

int great_function(int a) {

return a + 1;

}

期望在Python里这样使用:

from great_module import great_function

great_function(2)

3

考虑最简单的情况。我们把功能强大的函数放入C文件 great_module.c 中。

#include Python.h

int great_function(int a) {

return a + 1;

}

static PyObject * _great_function(PyObject *self, PyObject *args)

{

int _a;

int res;

if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", _a))

return NULL;

res = great_function(_a);

return PyLong_FromLong(res);

}

static PyMethodDef GreateModuleMethods[] = {

{

"great_function",

_great_function,

METH_VARARGS,

""

},

{NULL, NULL, 0, NULL}

};

PyMODINIT_FUNC initgreat_module(void) {

(void) Py_InitModule("great_module", GreateModuleMethods);

}

除了功能强大的函数great_function外,这个文件中还有以下部分:

包裹函数_great_function。它负责将Python的参数转化为C的参数(PyArg_ParseTuple),调用实际的great_function,并处理great_function的返回值,最终返回给Python环境。

出表GreateModuleMethods。它负责告诉Python这个模块里有哪些函数可以被Python调用。导出表的名字可以随便起,每一项有4

个参数:第一个参数是提供给Python环境的函数名称,第二个参数是_great_function,即包裹函数。第三个参数的含义是参数变长,第四个

参数是一个说明性的字符串。导出表总是以{NULL, NULL, 0, NULL}结束。

导出函数initgreat_module。这个的名字不是任取的,是你的module名称添加前缀init。导出函数中将模块名称与导出表进行连接。

在Windows下面,在Visual Studio命令提示符下编译这个文件的命令是

cl /LD great_module.c /o great_module.pyd -IC:Python27include C:Python27libspython27.lib

/LD 即生成动态链接库。编译成功后在当前目录可以得到 great_module.pyd(实际上是dll)。这个pyd可以在Python环境下直接当作module使用。

在Linux下面,则用gcc编译:

gcc -fPIC -shared great_module.c -o great_module.so -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7

在当前目录下得到great_module.so,同理可以在Python中直接使用。

本部分参考资料

《Python源码剖析-深度探索动态语言核心技术》是系统介绍CPython实现以及运行原理的优秀教程。

Python 官方文档的这一章详细介绍了C/C++与Python的双向互动Extending and Embedding the Python Interpreter

关于编译环境,本文所述方法仅为出示原理所用。规范的方式如下:3. Building C and C++ Extensions with distutils

作为字典使用的官方参考文档 Python/C API Reference Manual

用以上的方法实现C/C++与Python的混合编程,需要对Python的内部实现有相当的了解。接下来介绍当前较为成熟的技术Cython和SWIG。

3 C/C++ 调用 Python(使用Cython)

前面的小节中谈到,Python的数据类型和C的数据类型貌似是有某种“一一对应”的关系的,此外,由于Python(确切的说是CPython)本身是

由C语言实现的,故Python数据类型之间的函数运算也必然与C语言有对应关系。那么,有没有可能“自动”的做替换,把Python代码直接变成C代码

呢?答案是肯定的,这就是Cython主要解决的问题。

安装Cython非常简单。Python 2.7.9以上的版本已经自带easy_install:

easy_install -U cython

在Windows环境下依然需要Visual

Studio,由于安装的过程需要编译Cython的源代码,故上述命令需要在Visual

Studio命令提示符下完成。一会儿使用Cython的时候,也需要在Visual

Studio命令提示符下进行操作,这一点和第一部分的要求是一样的。

继续以例子说明:

#great_module.pyx

cdef public great_function(a,index):

return a[index]

这其中有非Python关键字cdef和public。这些关键字属于Cython。由于我们需要在C语言中使用

“编译好的Python代码”,所以得让great_function从外面变得可见,方法就是以“public”修饰。而cdef类似于Python的

def,只有使用cdef才可以使用Cython的关键字public。

这个函数中其他的部分与正常的Python代码是一样的。

接下来编译 great_module.pyx

cython great_module.pyx

得到great_module.h和great_module.c。打开great_module.h可以找到这样一句声明:

__PYX_EXTERN_C DL_IMPORT(PyObject) *great_function(PyObject *, PyObject *)

写一个main使用great_function。注意great_function并不规定a是何种类型,它的

功能只是提取a的第index的成员而已,故使用great_function的时候,a可以传入Python

String,也可以传入tuple之类的其他可迭代类型。仍然使用之前提到的类型转换函数PyXXX_FromYYY和PyXXX_AsYYY。

//main.c

#include Python.h

#include "great_module.h"

int main(int argc, char *argv[]) {

PyObject *tuple;

Py_Initialize();

initgreat_module();

printf("%sn",PyString_AsString(

great_function(

PyString_FromString("hello"),

PyInt_FromLong(1)

)

));

tuple = Py_BuildValue("(iis)", 1, 2, "three");

printf("%dn",PyInt_AsLong(

great_function(

tuple,

PyInt_FromLong(1)

)

));

printf("%sn",PyString_AsString(

great_function(

tuple,

PyInt_FromLong(2)

)

));

Py_Finalize();

}

编译命令和第一部分相同:

在Windows下编译命令为

cl main.c great_module.c -IC:Python27include C:Python27libspython27.lib

在Linux下编译命令为

gcc main.c great_module.c -o main -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7

这个例子中我们使用了Python的动态类型特性。如果你想指定类型,可以利用Cython的静态类型关键字。例子如下:

#great_module.pyx

cdef public char great_function(const char * a,int index):

return a[index]

cython编译后得到的.h里,great_function的声明是这样的:

__PYX_EXTERN_C DL_IMPORT(char) great_function(char const *, int);

很开心对不对!

这样的话,我们的main函数已经几乎看不到Python的痕迹了:

//main.c

#include Python.h

#include "great_module.h"

int main(int argc, char *argv[]) {

Py_Initialize();

initgreat_module();

printf("%c",great_function("Hello",2));

Py_Finalize();

}

在这一部分的最后我们给一个看似实用的应用(仅限于Windows):

还是利用刚才的great_module.pyx,准备一个dllmain.c:

#include Python.h

#include Windows.h

#include "great_module.h"

extern __declspec(dllexport) int __stdcall _great_function(const char * a, int b) {

return great_function(a,b);

}

BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason,LPVOID lpReserved) {

switch( fdwReason ) {

case DLL_PROCESS_ATTACH:

Py_Initialize();

initgreat_module();

break;

case DLL_PROCESS_DETACH:

Py_Finalize();

break;

}

return TRUE;

}

在Visual Studio命令提示符下编译:

cl /LD dllmain.c great_module.c -IC:Python27include C:Python27libspython27.lib

会得到一个dllmain.dll。我们在Excel里面使用它,没错,传说中的Excel与Python混合编程:

参考资料:Cython的官方文档,质量非常高:

Welcome to Cython’s Documentation

出自:Jerry Jho

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