c調用python庫

⑴ 如何在Python中調用C/C++函數

在工作中，我遇到了需要在Python中調用C++，從而對程序進行性能優化的場景。在學習的過程中，我總結了以下關於如何在Python中調用C/C++函數的方法和經驗，希望對大家也有所幫助。本文的不少章節案例參考了公眾號(古明地覺的編程教室)的文章以及知乎上的相關資源，感謝這些文章的作者，讓我學到了有用的知識。

接下來就是整理得到的文章，如有描述錯誤的地方，還請指出，我去修改。

在工作中，我們時常面臨對Python程序的計算速度進行優化的問題。除了對演算法的計算復雜度進行優化，直接對程序進行優化也是一種有效方法。本文主要介紹如何在Python中調用C/C++函數以及兩者之間的傳參方法，由此加快Python程序的運行速度。Python調用C庫的常見方式之一是使用Python內置的標准庫ctypes，它主要用於使用C和C++庫，也可以將ctypes與用任何語言編寫的庫一起使用，只要這些庫導出與C兼容的API即可。使用ctypes的優勢在於，它已經包含在Python中，理論上可以調用任何C或C++共享庫或動態庫。使用ctypes的另一個優點是不需要重新編譯庫就可以從Python中使用它。然而，使用ctypes的一個缺點是需要手動將外部庫中的數據和函數封裝在Python代碼中，特別是對於C++庫，需要將導出的函數封裝在外部C塊中。

通過ctypes調用C庫是最簡單的一種方式，因為這種方法只對操作系統有要求。例如，Windows上編譯的動態庫是.dll文件，Linux上編譯的動態庫是.so文件，只要操作系統一致，那麼任何提供了ctypes模塊的Python解釋器都可以調用。這種方法適用於當Python和C的交互不復雜時，如嵌入式設備或使用C寫了一個高性能演算法並在Python中調用。

解釋型語言與編譯型語言的差異也是理解Python調用C/C++函數的關鍵。Python是一門解釋型腳本語言，運行前被編譯成位元組碼，然後通過Python虛擬機執行。而C/C++是編譯型語言，代碼被直接編譯成機器碼。Python的動態類型和C/C++的靜態類型也是它們之間的重要差異，靜態語言在編譯時確定變數類型，而動態語言在運行時確定。

使用ctypes調用C/C++函數時，需要注意基礎數據類型的轉換、字元串的傳遞、函數返回值的獲取、指針的使用、數組的傳遞、結構體的傳遞，以及回調函數的表示。ctypes內部函數的使用方法對從Python中正確調用C/C++函數至關重要。

為了在Python中使用C/C++函數，需要將C/C++代碼編譯成動態鏈接庫或可執行文件。在Linux系統下，可以使用gcc、g++等編譯器；在Windows系統中，可以使用MinGW-w64或Visual Studio 2022等工具。在將編寫好的C/C++程序打包成動態鏈接庫的過程中，需要考慮其在Python中的調用方式和依賴問題，確保正確載入所需的動態鏈接庫及其依賴。

在Python程序中導入動態鏈接庫文件時，如果該動態鏈接庫依賴其它的動態鏈接庫文件，可能會遇到缺失依賴的異常。此時，需要檢查程序所需的運行環境並將缺失的依賴庫安裝好。有時在Windows系統下使用ctypes.CDLL()導入動態鏈接庫文件時可能會引發OSError錯誤，這時可以嘗試將CDLL函數中的winmode參數設為0，以指定庫的載入方式，避免DLL劫持等問題。