Introducción

La interfaz del programador de aplicaciones (API) con Python brinda a los programadores de C y C++ acceso al intérprete de Python en una variedad de niveles. La API es igualmente utilizable desde C++, pero por brevedad generalmente se conoce como la API Python/C. Hay dos razones fundamentalmente diferentes para usar la API Python/C. La primera razón es escribir módulos de extensión para propósitos específicos; Estos son módulos C que extienden el intérprete de Python. Este es probablemente el uso más común. La segunda razón es usar Python como componente en una aplicación más grande; Esta técnica se conoce generalmente como integración (embedding) Python en una aplicación.

Escribir un módulo de extensión es un proceso relativamente bien entendido, donde un enfoque de «libro de cocina» (cookbook) funciona bien. Hay varias herramientas que automatizan el proceso hasta cierto punto. Si bien las personas han integrado Python en otras aplicaciones desde su existencia temprana, el proceso de integrar Python es menos sencillo que escribir una extensión.

Muchas funciones API son útiles independientemente de si está integrando o extendiendo Python; Además, la mayoría de las aplicaciones que integran Python también necesitarán proporcionar una extensión personalizada, por lo que probablemente sea una buena idea familiarizarse con la escritura de una extensión antes de intentar integrar Python en una aplicación real.

Estándares de codificación

Si está escribiendo código C para su inclusión en CPython, debe seguir las pautas y estándares definidos en PEP 7. Estas pautas se aplican independientemente de la versión de Python a la que esté contribuyendo. Seguir estas convenciones no es necesario para sus propios módulos de extensión de terceros, a menos que eventualmente espere contribuir con ellos a Python.

Archivos de cabecera (Include)

Todas las definiciones de función, tipo y macro necesarias para usar la API Python/C se incluyen en su código mediante la siguiente línea:

#define PY_SSIZE_T_CLEAN
#include <Python.h>

Esto implica la inclusión de los siguientes archivos de encabezado estándar: <stdio.h>, <string.h>, <errno.h>, <limits.h>, <assert.h> y <stdlib.h> (si está disponible).

Nota

Dado que Python puede definir algunas definiciones de preprocesador que afectan los encabezados estándar en algunos sistemas, debe incluir Python.h antes de incluir encabezados estándar.

Se recomienda definir siempre PY_SSIZE_T_CLEAN antes de incluir Python.h. Consulte Analizando argumentos y construyendo valores para obtener una descripción de este macro.

Todos los nombres visibles del usuario definidos por Python.h (excepto los definidos por los encabezados estándar incluidos) tienen uno de los prefijos Py o _Py. Los nombres que comienzan con _Py son para uso interno de la implementación de Python y no deben ser utilizados por escritores de extensiones. Los nombres de miembros de estructura no tienen un prefijo reservado.

Nota

El código de usuario nunca debe definir nombres que comiencen con Py o _Py. Esto confunde al lector y pone en peligro la portabilidad del código de usuario para futuras versiones de Python, que pueden definir nombres adicionales que comienzan con uno de estos prefijos.

The header files are typically installed with Python. On Unix, these are located in the directories prefix/include/pythonversion/ and exec_prefix/include/pythonversion/, where prefix and exec_prefix are defined by the corresponding parameters to Python’s configure script and version is '%d.%d' % sys.version_info[:2]. On Windows, the headers are installed in prefix/include, where prefix is the installation directory specified to the installer.

To include the headers, place both directories (if different) on your compiler’s search path for includes. Do not place the parent directories on the search path and then use #include <pythonX.Y/Python.h>; this will break on multi-platform builds since the platform independent headers under prefix include the platform specific headers from exec_prefix.

Los usuarios de C++ deben tener en cuenta que aunque la API se define completamente usando C, los archivos de encabezado declaran correctamente que los puntos de entrada son extern "C". Como resultado, no es necesario hacer nada especial para usar la API desde C++.

Macros útiles

Varias macros útiles se definen en los archivos de encabezado de Python. Muchos se definen más cerca de donde son útiles (por ejemplo Py_RETURN_NONE). Otros de una utilidad más general se definen aquí. Esto no es necesariamente una lista completa.

PyMODINIT_FUNC

Declare an extension module PyInit initialization function. The function return type is PyObject*. The macro declares any special linkage declarations required by the platform, and for C++ declares the function as extern "C".

The initialization function must be named PyInit_name, where name is the name of the module, and should be the only non-static item defined in the module file. Example:

static struct PyModuleDef spam_module = {
    PyModuleDef_HEAD_INIT,
    .m_name = "spam",
    ...
};

PyMODINIT_FUNC
PyInit_spam(void)
{
    return PyModule_Create(&spam_module);
}

Py_ABS(x)

Retorna el valor absoluto de x.

Added in version 3.3.

Py_ALWAYS_INLINE

Ordena al compilador a siempre usar inline en una función estática inline. El compilador puede ignorarlo y decidir no usar inline en la función.

Puede ser usado para usar inline en funciones estáticas inline de rendimiento crítico cuando se corre Python en modo de depuración con inline de funciones deshabilitado. Por ejemplo, MSC deshabilita el inline de funciones cuando se configura en modo de depuración.

Marcar ciegamente una función estática inline con Py_ALWAYS_INLINE puede resultar en peor rendimientos (debido a un aumento del tamaño del código, por ejemplo). El compilador es generalmente más inteligente que el desarrollador para el análisis costo/beneficio.

If Python is built in debug mode (if the Py_DEBUG macro is defined), the Py_ALWAYS_INLINE macro does nothing.

Debe ser especificado antes del tipo de retorno de la función. Uso:

static inline Py_ALWAYS_INLINE int random(void) { return 4; }

Added in version 3.11.

Py_CHARMASK(c)

El argumento debe ser un carácter o un número entero en el rango [-128, 127] o [0, 255]. Este macro retorna la conversión c a un unsigned char.

Py_DEPRECATED(version)

Use esto para declaraciones obsoletas. El macro debe colocarse antes del nombre del símbolo.

Ejemplo:

Py_DEPRECATED(3.8) PyAPI_FUNC(int) Py_OldFunction(void);

Distinto en la versión 3.8: Soporte para MSVC fue agregado.

Py_GETENV(s)

Like getenv(s), but returns NULL if -E was passed on the command line (see PyConfig.use_environment).

Py_MAX(x, y)

Retorna el valor máximo entre x e y.

Added in version 3.3.

Py_MEMBER_SIZE(type, member)

Retorna el tamaño de una estructura (type) member en bytes.

Added in version 3.6.

Py_MIN(x, y)

Retorna el valor mínimo entre x e y.

Added in version 3.3.

Py_NO_INLINE

Deshabilita el uso de inline en una función. Por ejemplo, reduce el consumo de la pila C: útil en compilaciones LTO+PGO que usan mucho inline (ver bpo-33720).

Uso:

Py_NO_INLINE static int random(void) { return 4; }

Added in version 3.11.

Py_STRINGIFY(x)

Convierte x en una cadena de caracteres C. Por ejemplo, Py_STRINGIFY(123) retorna "123".

Added in version 3.4.

Py_UNREACHABLE()

Use esto cuando tenga una ruta de código a la que no se pueda acceder por diseño. Por ejemplo, en la cláusula default: en una declaración switch para la cual todos los valores posibles están cubiertos en declaraciones case. Use esto en lugares donde podría tener la tentación de poner una llamada assert(0) o abort().

En el modo de lanzamiento, la macro ayuda al compilador a optimizar el código y evita una advertencia sobre el código inalcanzable. Por ejemplo, la macro se implementa con __builtin_unreachable() en GCC en modo de lanzamiento.

Un uso de Py_UNREACHABLE() es seguir una llamada a una función que nunca retorna pero que no está declarada _Py_NO_RETURN.

Si una ruta de código es un código muy poco probable pero se puede acceder en casos excepcionales, esta macro no debe utilizarse. Por ejemplo, en condiciones de poca memoria o si una llamada al sistema retorna un valor fuera del rango esperado. En este caso, es mejor informar el error a la persona que llama. Si no se puede informar del error a la persona que llama, se puede utilizar Py_FatalError().

Added in version 3.7.

Py_UNUSED(arg)

Use esto para argumentos no utilizados en una definición de función para silenciar las advertencias del compilador. Ejemplo: int func(int a, int Py_UNUSED(b)) {return a; }.

Added in version 3.4.

PyDoc_STRVAR(name, str)

Crea una variable con el nombre name que se puede usar en docstrings. Si Python se construye sin docstrings, el valor estará vacío.

Utilice PyDoc_STRVAR para que los docstrings admitan la construcción de Python sin docstrings, como se especifica en PEP 7.

Ejemplo:

PyDoc_STRVAR(pop_doc, "Remove and return the rightmost element.");

static PyMethodDef deque_methods[] = {
    // ...
    {"pop", (PyCFunction)deque_pop, METH_NOARGS, pop_doc},
    // ...
}

PyDoc_STR(str)

Crea un docstring para la cadena de caracteres de entrada dada o una cadena vacía si los docstrings están deshabilitados.

Utilice PyDoc_STR al especificar docstrings para admitir la construcción de Python sin docstrings, como se especifica en PEP 7.

Ejemplo:

static PyMethodDef pysqlite_row_methods[] = {
    {"keys", (PyCFunction)pysqlite_row_keys, METH_NOARGS,
        PyDoc_STR("Returns the keys of the row.")},
    {NULL, NULL}
};

Objetos, tipos y conteos de referencias

Most Python/C API functions have one or more arguments as well as a return value of type PyObject*. This type is a pointer to an opaque data type representing an arbitrary Python object. Since all Python object types are treated the same way by the Python language in most situations (e.g., assignments, scope rules, and argument passing), it is only fitting that they should be represented by a single C type. Almost all Python objects live on the heap: you never declare an automatic or static variable of type PyObject, only pointer variables of type PyObject* can be declared. The sole exception are the type objects; since these must never be deallocated, they are typically static PyTypeObject objects.

Todos los objetos de Python (incluso los enteros de Python) tienen un tipo (type) y un conteo de referencia (reference count). El tipo de un objeto determina qué tipo de objeto es (por ejemplo, un número entero, una lista o una función definida por el usuario; hay muchos más como se explica en Jerarquía de tipos estándar). Para cada uno de los tipos conocidos hay un macro para verificar si un objeto es de ese tipo; por ejemplo, PyList_Check(a) es verdadero si (y solo si) el objeto al que apunta a es una lista de Python.

Conteo de Referencias

The reference count is important because today’s computers have a finite (and often severely limited) memory size; it counts how many different places there are that have a strong reference to an object. Such a place could be another object, or a global (or static) C variable, or a local variable in some C function. When the last strong reference to an object is released (i.e. its reference count becomes zero), the object is deallocated. If it contains references to other objects, those references are released. Those other objects may be deallocated in turn, if there are no more references to them, and so on. (There’s an obvious problem with objects that reference each other here; for now, the solution is «don’t do that.»)

Reference counts are always manipulated explicitly. The normal way is to use the macro Py_INCREF() to take a new reference to an object (i.e. increment its reference count by one), and Py_DECREF() to release that reference (i.e. decrement the reference count by one). The Py_DECREF() macro is considerably more complex than the incref one, since it must check whether the reference count becomes zero and then cause the object’s deallocator to be called. The deallocator is a function pointer contained in the object’s type structure. The type-specific deallocator takes care of releasing references for other objects contained in the object if this is a compound object type, such as a list, as well as performing any additional finalization that’s needed. There’s no chance that the reference count can overflow; at least as many bits are used to hold the reference count as there are distinct memory locations in virtual memory (assuming sizeof(Py_ssize_t) >= sizeof(void*)). Thus, the reference count increment is a simple operation.

It is not necessary to hold a strong reference (i.e. increment the reference count) for every local variable that contains a pointer to an object. In theory, the object’s reference count goes up by one when the variable is made to point to it and it goes down by one when the variable goes out of scope. However, these two cancel each other out, so at the end the reference count hasn’t changed. The only real reason to use the reference count is to prevent the object from being deallocated as long as our variable is pointing to it. If we know that there is at least one other reference to the object that lives at least as long as our variable, there is no need to take a new strong reference (i.e. increment the reference count) temporarily. An important situation where this arises is in objects that are passed as arguments to C functions in an extension module that are called from Python; the call mechanism guarantees to hold a reference to every argument for the duration of the call.

However, a common pitfall is to extract an object from a list and hold on to it for a while without taking a new reference. Some other operation might conceivably remove the object from the list, releasing that reference, and possibly deallocating it. The real danger is that innocent-looking operations may invoke arbitrary Python code which could do this; there is a code path which allows control to flow back to the user from a Py_DECREF(), so almost any operation is potentially dangerous.

A safe approach is to always use the generic operations (functions whose name begins with PyObject_, PyNumber_, PySequence_ or PyMapping_). These operations always create a new strong reference (i.e. increment the reference count) of the object they return. This leaves the caller with the responsibility to call Py_DECREF() when they are done with the result; this soon becomes second nature.

Detalles del conteo de referencia

The reference count behavior of functions in the Python/C API is best explained in terms of ownership of references. Ownership pertains to references, never to objects (objects are not owned: they are always shared). «Owning a reference» means being responsible for calling Py_DECREF on it when the reference is no longer needed. Ownership can also be transferred, meaning that the code that receives ownership of the reference then becomes responsible for eventually releasing it by calling Py_DECREF() or Py_XDECREF() when it’s no longer needed—or passing on this responsibility (usually to its caller). When a function passes ownership of a reference on to its caller, the caller is said to receive a new reference. When no ownership is transferred, the caller is said to borrow the reference. Nothing needs to be done for a borrowed reference.

Por el contrario, cuando una función de llamada pasa una referencia a un objeto, hay dos posibilidades: la función roba una referencia al objeto, o no lo hace. Robar una referencia significa que cuando pasa una referencia a una función, esa función asume que ahora posee esa referencia, y usted ya no es responsable de ella.

Pocas funciones roban referencias; las dos excepciones notables son PyList_SetItem() y PyTuple_SetItem(), que roban una referencia al elemento (¡pero no a la tupla o lista en la que se coloca el elemento!). Estas funciones fueron diseñadas para robar una referencia debido a un idioma común para poblar una tupla o lista con objetos recién creados; por ejemplo, el código para crear la tupla (1, 2, "tres") podría verse así (olvidando el manejo de errores por el momento; una mejor manera de codificar esto se muestra a continuación):

PyObject *t;

t = PyTuple_New(3);
PyTuple_SetItem(t, 0, PyLong_FromLong(1L));
PyTuple_SetItem(t, 1, PyLong_FromLong(2L));
PyTuple_SetItem(t, 2, PyUnicode_FromString("three"));

Aquí PyLong_FromLong() retorna una nueva referencia que es inmediatamente robada por PyTuple_SetItem(). Cuando quiera seguir usando un objeto aunque se le robe la referencia, use Py_INCREF() para tomar otra referencia antes de llamar a la función de robo de referencias.

Por cierto, PyTuple_SetItem() es la única forma de establecer elementos de tupla; PySequence_SetItem() y PyObject_SetItem() se niegan a hacer esto ya que las tuplas son un tipo de datos inmutable. Solo debe usar PyTuple_SetItem() para las tuplas que está creando usted mismo.

El código equivalente para llenar una lista se puede escribir usando PyList_New() y PyList_SetItem().

Sin embargo, en la práctica, rara vez utilizará estas formas de crear y completar una tupla o lista. Hay una función genérica, Py_BuildValue(), que puede crear los objetos más comunes a partir de valores C, dirigidos por un una cadena de caracteres de formato (format string). Por ejemplo, los dos bloques de código anteriores podrían reemplazarse por lo siguiente (que también se ocupa de la comprobación de errores):

PyObject *tuple, *list;

tuple = Py_BuildValue("(iis)", 1, 2, "three");
list = Py_BuildValue("[iis]", 1, 2, "three");

It is much more common to use PyObject_SetItem() and friends with items whose references you are only borrowing, like arguments that were passed in to the function you are writing. In that case, their behaviour regarding references is much saner, since you don’t have to take a new reference just so you can give that reference away («have it be stolen»). For example, this function sets all items of a list (actually, any mutable sequence) to a given item:

int
set_all(PyObject *target, PyObject *item)
{
    Py_ssize_t i, n;

    n = PyObject_Length(target);
    if (n < 0)
        return -1;
    for (i = 0; i < n; i++) {
        PyObject *index = PyLong_FromSsize_t(i);
        if (!index)
            return -1;
        if (PyObject_SetItem(target, index, item) < 0) {
            Py_DECREF(index);
            return -1;
        }
        Py_DECREF(index);
    }
    return 0;
}

La situación es ligeramente diferente para los valores de retorno de la función. Si bien pasar una referencia a la mayoría de las funciones no cambia sus responsabilidades de propiedad para esa referencia, muchas funciones que retornan una referencia a un objeto le otorgan la propiedad de la referencia. La razón es simple: en muchos casos, el objeto retornado se crea sobre la marcha, y la referencia que obtiene es la única referencia al objeto. Por lo tanto, las funciones genéricas que retornan referencias de objeto, como PyObject_GetItem() y PySequence_GetItem(), siempre retornan una nueva referencia (la entidad que llama se convierte en el propietario de la referencia).

Es importante darse cuenta de que si posee una referencia retornada por una función depende de a qué función llame únicamente — el plumaje (el tipo del objeto pasado como argumento a la función) no entra en él! Por lo tanto, si extrae un elemento de una lista usando PyList_GetItem(), no posee la referencia — pero si obtiene el mismo elemento de la misma lista usando PySequence_GetItem() (que toma exactamente los mismos argumentos), usted posee una referencia al objeto retornado.

Aquí hay un ejemplo de cómo podría escribir una función que calcule la suma de los elementos en una lista de enteros; una vez usando PyList_GetItem(), y una vez usando PySequence_GetItem().

long
sum_list(PyObject *list)
{
    Py_ssize_t i, n;
    long total = 0, value;
    PyObject *item;

    n = PyList_Size(list);
    if (n < 0)
        return -1; /* Not a list */
    for (i = 0; i < n; i++) {
        item = PyList_GetItem(list, i); /* Can't fail */
        if (!PyLong_Check(item)) continue; /* Skip non-integers */
        value = PyLong_AsLong(item);
        if (value == -1 && PyErr_Occurred())
            /* Integer too big to fit in a C long, bail out */
            return -1;
        total += value;
    }
    return total;
}

long
sum_sequence(PyObject *sequence)
{
    Py_ssize_t i, n;
    long total = 0, value;
    PyObject *item;
    n = PySequence_Length(sequence);
    if (n < 0)
        return -1; /* Has no length */
    for (i = 0; i < n; i++) {
        item = PySequence_GetItem(sequence, i);
        if (item == NULL)
            return -1; /* Not a sequence, or other failure */
        if (PyLong_Check(item)) {
            value = PyLong_AsLong(item);
            Py_DECREF(item);
            if (value == -1 && PyErr_Occurred())
                /* Integer too big to fit in a C long, bail out */
                return -1;
            total += value;
        }
        else {
            Py_DECREF(item); /* Discard reference ownership */
        }
    }
    return total;
}

Tipos

There are few other data types that play a significant role in the Python/C API; most are simple C types such as int, long, double and char*. A few structure types are used to describe static tables used to list the functions exported by a module or the data attributes of a new object type, and another is used to describe the value of a complex number. These will be discussed together with the functions that use them.

type Py_ssize_t

Part of the Stable ABI.

Un tipo integral con signo tal que sizeof(Py_ssize_t) == sizeof(size_t). C99 no define directamente tal cosa (size_t es un tipo integral sin signo). Vea PEP 353 para más detalles. PY_SSIZE_T_MAX es el valor positivo más grande del tipo Py_ssize_t.

Excepciones

El programador de Python solo necesita lidiar con excepciones si se requiere un manejo específico de errores; las excepciones no manejadas se propagan automáticamente a la persona que llama, luego a la persona que llama, y así sucesivamente, hasta que llegan al intérprete de nivel superior, donde se informan al usuario acompañado de un seguimiento de pila (stack traceback).

Para los programadores de C, sin embargo, la comprobación de errores siempre tiene que ser explícita. Todas las funciones en la API Python/C pueden generar excepciones, a menos que se señale explícitamente en la documentación de una función. En general, cuando una función encuentra un error, establece una excepción, descarta cualquier referencia de objeto que posea y retorna un indicador de error. Si no se documenta lo contrario, este indicador es NULL o -1, dependiendo del tipo de retorno de la función. Algunas funciones retornan un resultado booleano verdadero/falso, con falso que indica un error. Muy pocas funciones no retornan ningún indicador de error explícito o tienen un valor de retorno ambiguo, y requieren pruebas explícitas de errores con PyErr_Occurred(). Estas excepciones siempre se documentan explícitamente.

El estado de excepción se mantiene en el almacenamiento por subproceso (esto es equivalente a usar el almacenamiento global en una aplicación sin subprocesos). Un subproceso puede estar en uno de dos estados: se ha producido una excepción o no. La función PyErr_Occurred() puede usarse para verificar esto: retorna una referencia prestada al objeto de tipo de excepción cuando se produce una excepción, y NULL de lo contrario. Hay una serie de funciones para establecer el estado de excepción: PyErr_SetString() es la función más común (aunque no la más general) para establecer el estado de excepción, y PyErr_Clear() borra la excepción estado.

El estado de excepción completo consta de tres objetos (todos los cuales pueden ser NULL): el tipo de excepción, el valor de excepción correspondiente y el rastreo. Estos tienen los mismos significados que el resultado de Python de sys.exc_info(); sin embargo, no son lo mismo: los objetos Python representan la última excepción manejada por una declaración de Python try … except, mientras que el estado de excepción de nivel C solo existe mientras se está pasando una excepción entre las funciones de C hasta que llega al bucle principal del intérprete de código de bytes (bytecode) de Python, que se encarga de transferirlo a sys.exc_info() y amigos.

Tenga en cuenta que a partir de Python 1.5, la forma preferida y segura de subprocesos para acceder al estado de excepción desde el código de Python es llamar a la función sys.exc_info(), que retorna el estado de excepción por subproceso para el código de Python. Además, la semántica de ambas formas de acceder al estado de excepción ha cambiado de modo que una función que detecta una excepción guardará y restaurará el estado de excepción de su hilo para preservar el estado de excepción de su llamador. Esto evita errores comunes en el código de manejo de excepciones causado por una función de aspecto inocente que sobrescribe la excepción que se maneja; También reduce la extensión de vida útil a menudo no deseada para los objetos a los que hacen referencia los marcos de pila en el rastreo.

Como principio general, una función que llama a otra función para realizar alguna tarea debe verificar si la función llamada generó una excepción y, de ser así, pasar el estado de excepción a quien la llama (caller). Debe descartar cualquier referencia de objeto que posea y retornar un indicador de error, pero no debe establecer otra excepción — que sobrescribirá la excepción que se acaba de generar y perderá información importante sobre la causa exacta del error.

A simple example of detecting exceptions and passing them on is shown in the sum_sequence() example above. It so happens that this example doesn’t need to clean up any owned references when it detects an error. The following example function shows some error cleanup. First, to remind you why you like Python, we show the equivalent Python code:

def incr_item(dict, key):
    try:
        item = dict[key]
    except KeyError:
        item = 0
    dict[key] = item + 1

Aquí está el código C correspondiente, en todo su esplendor:

int
incr_item(PyObject *dict, PyObject *key)
{
    /* Objects all initialized to NULL for Py_XDECREF */
    PyObject *item = NULL, *const_one = NULL, *incremented_item = NULL;
    int rv = -1; /* Return value initialized to -1 (failure) */

    item = PyObject_GetItem(dict, key);
    if (item == NULL) {
        /* Handle KeyError only: */
        if (!PyErr_ExceptionMatches(PyExc_KeyError))
            goto error;

        /* Clear the error and use zero: */
        PyErr_Clear();
        item = PyLong_FromLong(0L);
        if (item == NULL)
            goto error;
    }
    const_one = PyLong_FromLong(1L);
    if (const_one == NULL)
        goto error;

    incremented_item = PyNumber_Add(item, const_one);
    if (incremented_item == NULL)
        goto error;

    if (PyObject_SetItem(dict, key, incremented_item) < 0)
        goto error;
    rv = 0; /* Success */
    /* Continue with cleanup code */

 error:
    /* Cleanup code, shared by success and failure path */

    /* Use Py_XDECREF() to ignore NULL references */
    Py_XDECREF(item);
    Py_XDECREF(const_one);
    Py_XDECREF(incremented_item);

    return rv; /* -1 for error, 0 for success */
}

Este ejemplo representa un uso aprobado de la declaración goto en C! Ilustra el uso de PyErr_ExceptionMatches() y PyErr_Clear() para manejar excepciones específicas, y el uso de Py_XDECREF() para eliminar referencias propias que pueden ser NULL (tenga en cuenta la 'X'” en el nombre; Py_DECREF() se bloqueará cuando se enfrente con una referencia NULL). Es importante que las variables utilizadas para contener referencias propias se inicialicen en NULL para que esto funcione; Del mismo modo, el valor de retorno propuesto se inicializa a -1 (falla) y solo se establece en éxito después de que la última llamada realizada sea exitosa.

Integración de Python

La única tarea importante de la que solo tienen que preocuparse los integradores (a diferencia de los escritores de extensión) del intérprete de Python es la inicialización, y posiblemente la finalización, del intérprete de Python. La mayor parte de la funcionalidad del intérprete solo se puede usar después de que el intérprete se haya inicializado.

La función básica de inicialización es Py_Initialize(). Esto inicializa la tabla de módulos cargados y crea los módulos fundamentales builtins, __main__, y sys. También inicializa la ruta de búsqueda del módulo (sys.path).

Py_Initialize() no establece la «lista de argumentos de script» (sys.argv). Si esta variable es necesaria por el código Python que se ejecutará más tarde, debe establecerse PyConfig.argv y PyConfig.parse_argv: consulte Python Initialization Configuration.

En la mayoría de los sistemas (en particular, en Unix y Windows, aunque los detalles son ligeramente diferentes), Py_Initialize() calcula la ruta de búsqueda del módulo basándose en su mejor estimación de la ubicación del ejecutable del intérprete de Python estándar, suponiendo que la biblioteca de Python se encuentra en una ubicación fija en relación con el ejecutable del intérprete de Python. En particular, busca un directorio llamado lib/pythonX.Y relativo al directorio padre donde se encuentra el ejecutable llamado python en la ruta de búsqueda del comando shell (la variable de entorno PATH).

Por ejemplo, si el ejecutable de Python se encuentra en /usr/local/bin/python, se supondrá que las bibliotecas están en /usr/local/lib/pythonX.Y. (De hecho, esta ruta particular también es la ubicación «alternativa», utilizada cuando no se encuentra un archivo ejecutable llamado python junto con PATH.) El usuario puede anular este comportamiento configurando la variable de entorno PYTHONHOME, o inserte directorios adicionales delante de la ruta estándar estableciendo PYTHONPATH.

La aplicación de integración puede dirigir la búsqueda llamando a Py_SetProgramName(file) antes llamando Py_Initialize(). Tenga en cuenta que PYTHONHOME todavía anula esto y PYTHONPATH todavía se inserta frente a la ruta estándar. Una aplicación que requiere un control total debe proporcionar su propia implementación de Py_GetPath(), Py_GetPrefix(), Py_GetExecPrefix(), y Py_GetProgramFullPath() (todo definido en Modules/getpath.c).

A veces, es deseable «no inicializar» Python. Por ejemplo, la aplicación puede querer comenzar de nuevo (hacer otra llamada a Py_Initialize()) o la aplicación simplemente se hace con el uso de Python y quiere liberar memoria asignada por Python. Esto se puede lograr llamando a Py_FinalizeEx(). La función Py_IsInitialized() retorna verdadero si Python se encuentra actualmente en el estado inicializado. Se proporciona más información sobre estas funciones en un capítulo posterior. Tenga en cuenta que Py_FinalizeEx() no libera toda la memoria asignada por el intérprete de Python, por ejemplo, la memoria asignada por los módulos de extensión actualmente no se puede liberar.

Depuración de compilaciones

Python se puede construir con varios macros para permitir verificaciones adicionales del intérprete y los módulos de extensión. Estas comprobaciones tienden a agregar una gran cantidad de sobrecarga al tiempo de ejecución, por lo que no están habilitadas de forma predeterminada.

A full list of the various types of debugging builds is in the file Misc/SpecialBuilds.txt in the Python source distribution. Builds are available that support tracing of reference counts, debugging the memory allocator, or low-level profiling of the main interpreter loop. Only the most frequently used builds will be described in the remainder of this section.

Py_DEBUG

Compiling the interpreter with the Py_DEBUG macro defined produces what is generally meant by a debug build of Python. Py_DEBUG is enabled in the Unix build by adding --with-pydebug to the ./configure command. It is also implied by the presence of the not-Python-specific _DEBUG macro. When Py_DEBUG is enabled in the Unix build, compiler optimization is disabled.

Además de la depuración del recuento de referencia que se describe a continuación, se realizan verificaciones adicionales, véase compilaciones de depuración.

Definiendo Py_TRACE_REFS habilita el rastreo de referencias (véase la opción configure --with-trace-refs). Cuando se define, se mantiene una lista circular doblemente vinculada de objetos activos al agregar dos campos adicionales a cada PyObject. También se realiza un seguimiento de las asignaciones totales. Al salir, se imprimen todas las referencias existentes. (En modo interactivo, esto sucede después de cada declaración ejecutada por el intérprete).

Consulte Misc/SpecialBuilds.txt en la distribución fuente de Python para obtener información más detallada.