Cython 使用筆記

Cython 使用筆記

前言

最近 bug 改的差不多了，新項目也沒有開始。閑不住，自己又開始折騰，准備使用 Cython 對當前使用的 C 庫進行封裝。目的有以下三個：

• 對該 C 庫的接口及代碼進行初步了解；
• 簡化以后對該 C 庫的單元測試開發；
• 對python和c之間的交互有一個初步了解；

Cython 簡介

Cython 是一門基於 Python 的編程語言， 通過額外的語法允許可選擇的靜態類型聲明。 它的目標是成為 Python 的超集， 而Python 賦予它高級，面向對象，函數式以及動態編程等特性。 使用 Cython 編寫的源代碼會被轉換成優化過的 C/C++ 代碼， 並且被編譯成 Python 的擴展模塊。 這樣即有非常快的程序執行速度和與外部C程序庫的緊密集成， 也可以保持 Python 語言所著稱的高程序員生產力。

本文主要記錄在使用 Cython 過程中遇到的問題。

使用 Cython 過程中的問題

安裝

可以直接下載 windows 二進制安裝包 。

Unable to find vcvarsall.bat

編譯時提示 error: Unable to find vcvarsall.bat 。已經安裝VC，並且將該 bat 文件路徑加入 Path 環境變量也無法解決問題。在 Cython FAQ 中找到解決方案，如果沒有使用 pyximport ，又安裝了 cygwin ，可以在編譯參數加上參數 --compiler=mingw32 來解決問題。

Python undefined reference

編譯時，出現很多錯誤信息如：

undefined reference to `_imp__PyInt_Type'

需要參照 InstallingOnWindows 中的 Troubleshooting，編譯 libpythonXX.a 。（XX 代表 Python 版本號，如 libpython27.a）

1. 下載 pexport
2. 找到 pythonXX.dll

3. 運行：

   pexports pythonXX.dll > pythonXX.def 

   這樣會提取 pythonXX.dll 的所有符號並將它們寫入 pythonXX.def 。

4. 運行：

   dlltool --dllname pythonXX.dll --def pythonXX.def --output-lib > libpythonXX.a
   

   這樣會創建 libpythonXX.a

5. 將 libpythonXX.a 拷入 python 路徑中的 libs 文件夾下。

讀取二進制文件

1. 打開文件並讀取所有內容為字符串

   data = open("data", "r")

2. 將字符串強制轉換為 bytes ，賦值給 char* 類型指針

   cdef char* content = <bytes>data 

3. 將指針轉換為指定類型傳遞給C庫接口

   lib_interface(<TypePTR>content)

導出頭文件宏定義常量

假設在頭文件 interface.h 中存在常量定義：

#define IF_OK 0

將此定義導出需要：

1. 需要在 lib.pxd 文件中使用 enum 定義該常量

   cdef extern from "interface.h":
       enum: IF_OK

2. 在 lib.pyx 文件中：

   cimport lib
   
   IF_OK = lib.IF_OK

動態內存分配

可以通過：

from libc.stdlib cimport *

使用 malloc 、 free 等 C 標准庫函數