Python3.X使用Cython调用C/C++

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2019-03-07
原文链接:cloud.tencent.com

1 创建C++代码

假设我们需要让Python调用的C++代码如下(文件名为demo.h):

#ifndef DEMO_H
#define DEMO_H 
using namespace std;
namespace demo {
    class MyDemo {
        public:
            int a;
            MyDemo();
            MyDemo(int a );
            ~MyDemo(); 
            int mul(int m );
            int add(int b);
            void sayHello(char* name);
    };
}
#endif

对应的C++实现代码如下(demo.cpp):

#include "demo.h" 
#include <iostream> 

namespace demo {
 
    MyDemo::MyDemo () {}
 
    MyDemo::MyDemo (int a) {
        this->a = a; 
    }
 
    MyDemo::~MyDemo () {}
 
    int MyDemo::mul(int m) {
        return this->a*m;
    }
 
    int MyDemo::add (int b) {
        return this->a+b;
    }
    void MyDemo::sayHello(char* name){
        cout<<"hello "<<name<<"!"<<endl;
    }

   
}

2 编写pxd文件

pxd 文件可以看成是Cython(即pyx文件)的头文件,关于pxdpyx文件可以简单如下来理解:

pxd文件是pyxC/C++之间的桥梁。 pyxC/C++Python之间的桥梁。

既然pxd是头文件,那就是跟demo.h长的很像,创建cdemo.pxd文件,内容如下。

cdef extern from "demo.cpp":
    pass

# Decalre the class with cdef
cdef extern from "demo.h" namespace "demo":
    cdef cppclass MyDemo:
        MyDemo() except +
        MyDemo(int) except +
        int a
        int mul(int )
        int add(int )
        void sayHello(char*)

3 编写pyx文件

前面说过,pyx文件是C/C++Python之间的桥梁,也就是pyx文件会将C/C++代码做一层包装,方便Python直接调用,创建adapter.pyx文件,代码如下。

# distutils: language = c++

from cdemo cimport MyDemo

# Create a Cython extension type which holds a C++ instance
# as an attribute and create a bunch of forwarding methods
# Python extension type.
cdef class PyMyDemo:
    cdef MyDemo c_mydemo  # Hold a C++ instance which we're wrapping

    def __cinit__(self,a):
        self.c_mydemo = MyDemo(a)   
    def mul(self, m):
        return self.c_mydemo.mul(m)

    def add(self,b):
        return self.c_mydemo.add(b)

    def sayHello(self,name ):
        self.c_mydemo.sayHello(name) 

其中,第一行# distutils: language = c++会指定当前文件生成C++文件。创建PyMyDemo类用于将C/C++代码做一层封装,使得Python能直接调用。

4 创建setup.py文件

setup.py文件相对比较简单,代码如下。

from distutils.core import setup

from Cython.Build import cythonize

setup(ext_modules=cythonize("adapter.pyx"))

5 执行编译

在控制台输入如下命令:

python setup.py build_ext --inplace

执行命令后,在当前目录会生成adapter.cpp,这个文件是根据adapter.pyx生成的。同时还会生成adapter.cp36-win_amd64.pyd文件(Linux环境下对应so文件)。 这里的pyd文件是windows平台对应文件,这就是我们需要的文件。

6 测试

测试结果如下

>>> from adapter import PyMyDemo
>>> demo=PyMyDemo(2)
>>> demo.add(1)
3
>>> demo.mul(2)
4
>>> demo.sayHello(b'HuaChao')
hello HuaChao!
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