[学习Cython编程]Cython编程入门

本文主要以[Learning Cython Programming]一书中的案列和我自己编写的简单程序来学习Cython。

一：Python调用C函数

mycode.c文件

#include <stdio.h>int myfunc (int x, int y)
{printf ("look we are within your c code!!\n");return x + y;
}

mycode.h文件：

#ifndef __MYCODE_H__
#define __MYCODE_H__
extern int myfunc (int, int);
#endif //__MYCODE_H__

我们将通过Python调用myfunc函数。

mycodepy.pyx文件：

cdef extern from "mycode.h":cdef int myfunc (int, int)def callCfunc ():print myfunc (1,2)

cdef是Cython的关键字，说明要引用外部的声明。我们创建一个callCfunc函数是有必要的，这是对C中函数的包装，Cython会处理好Python和C之间的类型转换。

注意当cdef开始一个块的时候，下面所有的类型默认都已添加cdef关键字。我们还可以传递参数给callCFunc，下面是我修改后的mycodepy.pyx文件：

cdef extern from "mycode.h":int myfunc (int, int)def callCfunc ():print myfunc (1,2)def f(a,b):print a,bprint myfunc(a,b)

这里还有一点，在定义f时可使用C语言的关键字，如def f(int a,int b)，Cython将会优化代码，减少类型转换，增加效率。即使同样的算法，使用C的关键字将带来质的飞跃。

Makefile文件如下：

all:cython mycodepy.pyxgcc -g -O2 -fpic -c mycodepy.c -o mycodepy.o `python-config --includes`gcc -g -O2 -fpic -c mycode.c -o mycode.ogcc -g -O2 -shared -o mycodepy.so mycodepy.o mycode.o `python-config --libs`clean:rm -f mycodepy.c *.o *.so

这里需要提示一下，‘python-config'是编译python时提供的一个命令行工具，目的是更容易的找到Python的头文件和库文件位置。

如在我系统中，

python-config --includes: -I/usr/local/include/python2.6

pyhton-config --libs: -lpthread -ldl -lutil -lm -lpython2.6

运行结果：

二：Python中使用C的结构体

mycode.h文件：

#ifndef __MYCODE_H__
#define __MYCODE_H__struct mystruct {char * string;int integer;char ** string_array;
};extern void printStruct (struct mystruct *);#endif //__MYCODE_H__

mycode.c文件：

#include <stdio.h>
#include "mycode.h"void printStruct (struct mystruct * s)
{printf (".string = %s\n", s->string);printf (".integer = %i\n", s->integer);printf (".string_array = \n");int i;for (i = 0; i < s->integer; ++i) printf ("\t[%i] = %s\n", i, s->string_array [i]);
}

我们将通过Python调用printStruct函数：

mycodepy.pyx：

cdef extern from "mycode.h":struct mystruct:char * stringint integerchar ** string_arrayvoid printStruct (mystruct *)def testStruct ():cdef mystruct scdef char *array [2]s.string = "Hello World"s.integer = 2array [0] = "foo"array [1] = "bar"s.string_array = arrayprintStruct (&s)

我们可以看出结构体也需要块分隔符，这里需要注意当你定义使用C中的类型时，需要明确的使用cdef关键字，告诉编译器你要的是C类型而不是PyObject类型。

注意当使用cdef定义结构体时不需要struct关键字，如上所示。

三：Python中使用C的枚举,typedef和函数指针

mycode.h文件：

#ifndef __MYCODE_H__
#define __MYCODE_H__
typedef enum _cardsuit{CLUBS,DIAMONDS,HEARTS,SPADES
}cardsuit;
extern void printCard(cardsuit);
typedef void (*pcard)(cardsuit);
#endif

mycode.c文件：

#include "mycode.h"
void printCard(cardsuit c)
{switch(c){case CLUBS:printf("CLUBS\n");break;case DIAMONDS:printf("DIAMONDS\n");break;case HEARTS:printf("HEARTS\n");break;case SPADES:printf("SPADES\n");break;}}

在这里我们定义了一个枚举{梅花，方片，红桃，黑桃}，定义了一个printCard函数打印传递的牌的花色，同时使用typedef给枚举定义了一个简单形式，且定义了形如printCard函数的函数指针。下面我们就通过Python来调用printCard函数和函数指针。

mycodepy.pyx文件：

cdef extern from "mycode.h":enum _cardsuit:CLUBS,DIAMONDS,HEARTS,SPADESctypedef  _cardsuit cardsuitvoid printCard(cardsuit)ctypedef void (*pcard)(cardsuit)def Pcard():cdef cardsuit card_c=CLUBSprintCard(card_c)cdef cardsuit card_h=HEARTScdef pcard p=&printCardp(card_h)

Cython中ctypedef等同于C的typedef，代码也比较简单易懂，分别用函数调用一次和函数指针调用一次，结果如下：

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