如何从 C 代码调用 Python 代码？

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/1056051

题

我想用一些新功能扩展一个大型 C 项目，但我真的想用 Python 编写它。基本上，我想从 C 代码调用 Python 代码。然而，像 SWIG 这样的 Python->C 包装器允许相反的情况，即编写 C 模块并从 Python 调用 C。

我正在考虑一种涉及 IPC 或 RPC 的方法（我不介意有多个进程）；也就是说，让我的纯 Python 组件在单独的进程（在同一台机器上）中运行，并让我的 C 项目通过从套接字（或 unix 管道）写入/读取来与其通信。我的 python 组件可以读/写套接字进行通信。这是一个合理的做法吗？还有更好的吗？比如一些特殊的RPC机制？

感谢到目前为止的回答 - 但是，我想专注于基于 IPC 的方法，因为我希望将我的 Python 程序作为我的 C 程序放在单独的进程中。我不想嵌入 Python 解释器。谢谢！

有帮助吗？

解决方案

我建议 方法的详细这里.它开始由说明如何执行串的代码,然后从那里详细说明如何设立了一个Python环境与你的C节目，呼叫蟒蛇职能从你的C码，操纵蟒蛇的对象，从你C码，等等。

编辑:如果你真的想要走的路线IPC，然后你会想要使用 该模块结构 或者更好的是， protlib.最之间的通信Python和C程围绕着通过结构来回，要么 在一个插座 或者通过 共享存储器.

我建议创建一个 Command 结构与领域和代码表示命令和他们的论点。我不能给出更多具体的建议不知道更多关于什么你想要完成，但总的来说，我的建议 protlib 库，因为它是什么我使用之间的通信C和Python程序(免责声明：我是作者的protlib).

其他提示

请参阅说明书中的相关章节： http://docs.python.org/extending/

从本质上讲，你必须嵌入Python解释到你的程序。

你有没有考虑只是包装一下你的Python应用程序在shell脚本，并且从与你的C应用程序调用呢？

不是最完美的解决方案，但它是非常简单的。

我没有使用过的Python的IPC方法< - > I2C通信，但它应该工作得很好。我会在C程序做一个标准的叉Exec和使用重定向stdin和stdout子进程的通信。一个漂亮的基于文本的通信将使它很容易开发和测试的Python程序。

如果我决定去与IPC，我可能会与 XML-RPC 挥霍 - 跨平台，可以让你轻松地把Python的服务器项目的不同节点上以后，如果你想，有很多优秀的实现（见的此处为多，包括C和Python的，和这里对于这部分Python标准库中的简单的XML-RPC服务器 - 而不是作为高度作为其他方法可扩展的，但也许还不错，方便你的使用情况）

它可能不是对于所有的情况下一个完美的IPC的方法（或甚至一个完美的RPC一个，通过各种手段！），但方便，灵活，鲁棒性，以及宽范围的实施方式中的超过了很多微小的缺陷，在我意见。

显然的Python需要能够编译到的Win32 DLL，它会解决这个问题

在这样一种方式，C＃代码转换成的win32的DLL将使它可用通过任何开发工具

这似乎很不错 http://thrift.apache.org/, 甚至有本关于它。

详细信息：

Apache节俭软件框架，用于扩展的跨语言 服务开发，结合了一个软件组与一个代码 引擎建设服务的工作效率和之间的无缝 C++、Java、Python,PHP、红宝石、爱尔兰、Perl、哈斯克尔,C#、可可、 JavaScript,Node.js,一般，OCaml和德尔菲和其他语言。

我使用了“标准”方法 将 Python 嵌入到另一个应用程序中. 。但这很复杂/乏味。Python 中的每个新函数实现起来都很痛苦。

我看到一个例子 从 C 调用 PyPy. 。它使用 CFFI 来简化界面，但需要 PyPy，而不是 Python。首先至少在较高层次上阅读并理解这个示例。

我修改了 C/PyPy 示例以使用 Python。以下是如何使用 CFFI 从 C 调用 Python。

我的示例更复杂，因为我在 Python 中实现了三个函数，而不是一个。我想介绍来回传递数据的其他方面。

复杂的部分现在被隔离为传递地址 api 到Python。只需实施一次。之后，在 Python 中添加新函数就很容易了。

接口.h

// These are the three functions that I implemented in Python.
// Any additional function would be added here.
struct API {
    double (*add_numbers)(double x, double y);
    char* (*dump_buffer)(char *buffer, int buffer_size);
    int (*release_object)(char *obj);
};

测试_cffi.c

//
// Calling Python from C.
// Based on Calling PyPy from C:
// http://doc.pypy.org/en/latest/embedding.html#more-complete-example
//

#include <stdio.h>
#include <assert.h>

#include "Python.h"

#include "interface.h"

struct API api;   /* global var */

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

    // Start Python interpreter and initialize "api" in interface.py using 
    // old style "Embedding Python in Another Application":
    // https://docs.python.org/2/extending/embedding.html#embedding-python-in-another-application
    PyObject *pName, *pModule, *py_results;
    PyObject *fill_api;
#define PYVERIFY(exp) if ((exp) == 0) { fprintf(stderr, "%s[%d]: ", __FILE__, __LINE__); PyErr_Print(); exit(1); }

    Py_SetProgramName(argv[0]);  /* optional but recommended */
    Py_Initialize();
    PyRun_SimpleString(
            "import sys;"
            "sys.path.insert(0, '.')" );

    PYVERIFY( pName = PyString_FromString("interface") )
    PYVERIFY( pModule = PyImport_Import(pName) )
    Py_DECREF(pName);
    PYVERIFY( fill_api = PyObject_GetAttrString(pModule, "fill_api") )

    // "k" = [unsigned long],
    // see https://docs.python.org/2/c-api/arg.html#c.Py_BuildValue
    PYVERIFY( py_results = PyObject_CallFunction(fill_api, "k", &api) )
    assert(py_results == Py_None);

    // Call Python function from C using cffi.
    printf("sum: %f\n", api.add_numbers(12.3, 45.6));

    // More complex example.
    char buffer[20];
    char * result = api.dump_buffer(buffer, sizeof buffer);
    assert(result != 0);
    printf("buffer: %s\n", result);

    // Let Python perform garbage collection on result now.
    rc = api.release_object(result);
    assert(rc == 0);

    // Close Python interpreter.
    Py_Finalize();

    return 0;
}

接口.py

import cffi
import sys
import traceback

ffi = cffi.FFI()
ffi.cdef(file('interface.h').read())

# Hold references to objects to prevent garbage collection.
noGCDict = {}

# Add two numbers.
# This function was copied from the PyPy example.
@ffi.callback("double (double, double)")
def add_numbers(x, y):
    return x + y

# Convert input buffer to repr(buffer).
@ffi.callback("char *(char*, int)")
def dump_buffer(buffer, buffer_len):
    try:
        # First attempt to access data in buffer.
        # Using the ffi/lib objects:
        # http://cffi.readthedocs.org/en/latest/using.html#using-the-ffi-lib-objects
        # One char at time, Looks inefficient.
        #data = ''.join([buffer[i] for i in xrange(buffer_len)])

        # Second attempt.
        # FFI Interface:
        # http://cffi.readthedocs.org/en/latest/using.html#ffi-interface
        # Works but doc says "str() gives inconsistent results".
        #data = str( ffi.buffer(buffer, buffer_len) )

        # Convert C buffer to Python str.
        # Doc says [:] is recommended instead of str().
        data = ffi.buffer(buffer, buffer_len)[:]

        # The goal is to return repr(data)
        # but it has to be converted to a C buffer.
        result = ffi.new('char []', repr(data))

        # Save reference to data so it's not freed until released by C program.
        noGCDict[ffi.addressof(result)] = result

        return result
    except:
        print >>sys.stderr, traceback.format_exc()
        return ffi.NULL

# Release object so that Python can reclaim the memory.
@ffi.callback("int (char*)")
def release_object(ptr):
    try:
        del noGCDict[ptr]
        return 0
    except:
        print >>sys.stderr, traceback.format_exc()
        return 1

def fill_api(ptr):
    global api
    api = ffi.cast("struct API*", ptr)

    api.add_numbers = add_numbers
    api.dump_buffer = dump_buffer
    api.release_object = release_object

编译：

gcc -o test_cffi test_cffi.c -I/home/jmudd/pgsql-native/Python-2.7.10.install/include/python2.7 -L/home/jmudd/pgsql-native/Python-2.7.10.install/lib -lpython2.7

执行：

$ test_cffi
sum: 57.900000
buffer: 'T\x9e\x04\x08\xa8\x93\xff\xbf]\x86\x04\x08\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'
$
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