使用C语言扩展Python(二)

在上一篇中我们已经使用c语言实现了一个最简单的扩展模块，这一篇中将在其基础上进行功能的丰富。

首先来考虑如何从外部的Python向C模块传递进参数，foo_bar2展示了如何向C模块传递整数，浮点数，字符串三个参数，其中"ids"指明了传入参数的数据类型。PyArg_ParseTuple负责对args进行解析，若解析失败则返回0.

代码

<!--<br/ /><br/ />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br/ />http://www.CodeHighlighter.com/<br/ /><br/ />-->#include<Python.h>

staticPyObject*foo_bar(PyObject*self,PyObject*args){
Py_RETURN_NONE;
}

staticPyObject*foo_bar2(PyObject*self,PyObject*args){
intiNum;
doublefNum;
char*str;
if(!PyArg_ParseTuple(args,"ids",&iNum,&fNum,&str)){
returnNULL;
}
Py_RETURN_NONE;
}
staticPyMethodDeffoo_methods[]={
{"bar",(PyCFunction)foo_bar,METH_NOARGS,NULL},
{"bar2",(PyCFunction)foo_bar2,METH_VARARGS,NULL},
{NULL,NULL,0,NULL}
};

PyMODINIT_FUNCinitfoo(){
Py_InitModule3("foo",foo_methods,"Myfirstextensionmodule.");
}

你还可以指定可选的参数，只需要通过在格式字符串中包含一个"|"字符即可，如下所示:

代码

<!--<br/ /><br/ />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br/ />http://www.CodeHighlighter.com/<br/ /><br/ />-->staticPyObject*foo_bar2(PyObject*self,PyObject*args){
intiNum;
doublefNum;
char*str;
intiNum2=4;
doublefNum2=5.0;
char*str2="hello";
if(!PyArg_ParseTuple(args,"ids|ids",&iNum,&fNum,&str,&iNum2,&fNum2,&str2)){
returnNULL;
}
Py_RETURN_NONE;
}

你在调用此函数时，前面三个参数是必须要传递的，而后面的则是可选的。

另一种情况是当你的函数接受关键字参数，那么m_flags可设置为METH_VARARGS|METH_KEYWORDS,相应的使用PyArg_ParseTupleAndKeywords来进行参数解析。

函数 PyArg_ParseTupleAndKeywords() 声明如下:

<!--<br/ /><br/ />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br/ />http://www.CodeHighlighter.com/<br/ /><br/ />-->intPyArg_ParseTupleAndKeywords(PyObject*arg,PyObject*kwdict,char*format,char*kwlist[],...);

参数arg和format定义同 PyArg_ParseTuple() 。参数 kwdict 是关键字字典，用于接受运行时传来的关键字参数。参数 kwlist 是一个NULL结尾的字符串，定义了可以接受的参数名，并从左到右与format中各个变量对应。如果执行成功 PyArg_ParseTupleAndKeywords() 会返回true，否则返回false并抛出异常。

注：嵌套的tuple在使用关键字参数时无法生效，不在kwlist中的关键字参数会导致 TypeError 异常

代码

<!--<br/ /><br/ />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br/ />http://www.CodeHighlighter.com/<br/ /><br/ />-->#include<Python.h>

staticPyObject*foo_bar3(PyObject*self,PyObject*args,PyObject*kw){
staticchar*kwlist[]={"i","d","s",NULL};
intiNum=0;
doublefNum=2.0f;
char*str="thing";
if(!PyArg_ParseTupleAndKeywords(args,kw,"i|ds",kwlist,&iNum,&fNum,&str)){
printf("ERROR");
returnNULL;
}
printf("numis:%d,%f,%s/n",iNum,fNum,str);
Py_RETURN_NONE;
}
staticPyMethodDeffoo_methods[]={
{"bar3",(PyCFunction)foo_bar3,METH_VARARGS|METH_KEYWORDS,NULL},
{NULL,NULL,0,NULL}
};

PyMODINIT_FUNCinitfoo(){
Py_InitModule3("foo",foo_methods,"Myfirstextensionmodule.");
}

相应的在函数表里记录如下：

<!--<br/ /><br/ />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br/ />http://www.CodeHighlighter.com/<br/ /><br/ />-->{"foo_bar",(PyCFunction)foo_bar,METH_VARARGS|METH_KEYWORDS,NULL},

这样你在python代码中调用时可以传递关键字参数，其中只有i表示的整数是必需的，因此下述调用都是合法的：

<!--<br/ /><br/ />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br/ />http://www.CodeHighlighter.com/<br/ /><br/ />-->importfoo
foo.bar3(1)
foo.bar3(1,d=2.0)
foo.bar33(i=1,d=2.0)

而如果你传递了其他关键参数，则会报TypeError,比如foo.bar3(i=1,dd=3.0,s="fda")

下面来看第二个问题：上面说的PyArg_ParseTuple和PyArg_ParseTupleAndKeywords这两个函数是将传递进C模块的Python对象转变为C里的数据类型，那么相反的情况如何呢？即如何从C模块返回值到Python程序中。要完成这件事，我们所需要的函数是Py_BuildValue,示例如下：

代码

<!--<br/ /><br/ />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br/ />http://www.CodeHighlighter.com/<br/ /><br/ />-->#include<Python.h>

staticPyObject*foo_add_sub(PyObject*self,PyObject*args){
intnum1,num2;
if(!PyArg_ParseTuple(args,"ii",&num1,&num2)){
returnNULL;
}
returnPy_BuildValue("ii",num1+num2,num1-num2);
}

staticPyMethodDeffoo_methods[]={
{"add_sub",(PyCFunction)foo_add_sub,METH_VARARGS,NULL},
{NULL,NULL,0,NULL}
};

PyMODINIT_FUNCinitfoo(){
Py_InitModule3("foo",foo_methods,"Myfirstextensionmodule.");
}

这样在Python代码中调用如下：

<!--<br/ /><br/ />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br/ />http://www.CodeHighlighter.com/<br/ /><br/ />-->importfoo
(sum,sub)=foo.add_sub(9,3)

好了，现在从Python代码传递参数进C模块，以及C模块返回值到Python代码都已经清楚了，下一篇我们将利用这些技术来完成一个实际的C扩展模块