# 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 = {
          .m_base = PyModuleDef_HEAD_INIT,
          .m_name = "spam",
          ...
      };

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

Py_ABS(x)

  Retorna el valor absoluto de `x`.

  If the result cannot be represented (for example, if `x` has `INT_MIN` value for int type), the behavior is undefined.

  Added in version 3.3.

Py_ALIGNED(num)

  Specify alignment to num bytes on compilers that support it.

  Consider using the C11 standard `_Alignas` specifier over this macro.

Py_ARITHMETIC_RIGHT_SHIFT(type, integer, positions)

  Similar to `integer >> positions`, but forces sign extension, as the C standard does not define whether a right-shift of a signed integer will perform sign extension or a zero-fill.

  integer should be any signed integer type. positions is the number of positions to shift to the right.

  Both integer and positions can be evaluated more than once; consequently, avoid directly passing a function call or some other operation with side-effects to this macro. Instead, store the result as a variable and then pass it.

  type is unused and only kept for backwards compatibility. Historically, type was used to cast integer.

  Distinto en la versión 3.1: This macro is now valid for all signed integer types, not just those for which `unsigned type` is legal. As a result, type is no longer used.

Py_ALWAYS_INLINE

  Ask the compiler to always inline a static inline function. The compiler can ignore it and decide to not inline the function.

  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_CAN_START_THREADS

  If this macro is defined, then the current system is able to start threads.

  Currently, all systems supported by CPython (per PEP 11), with the exception of some WebAssembly platforms, support starting threads.

  Added in version 3.13.

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_FORCE_EXPANSION(X)

  This is equivalent to `X`, which is useful for token-pasting in macros, as macro expansions in X are forcefully evaluated by the preprocessor.

Py_GCC_ATTRIBUTE(name)

  Use a GCC attribute name, hiding it from compilers that don’t support GCC attributes (such as MSVC).

  This expands to `__attribute__((name))` on a GCC compiler, and expands to nothing on compilers that don’t support GCC attributes.

Py_GETENV(s)

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

Py_LL(number)

  Use number as a `long long` integer literal.

  This usally expands to number followed by `LL`, but will expand to some compiler-specific suffixes (such as `I64`) on older compilers.

  In modern versions of Python, this macro is not very useful, as C99 and later require the `LL` suffix to be valid for an integer.

Py_LOCAL(type)

  Declare a function returning the specified type using a fast-calling qualifier for functions that are local to the current file. Semantically, this is equivalent to `static type`.

Py_LOCAL_INLINE(type)

  Equivalent to `Py_LOCAL` but additionally requests the function be inlined.

Py_LOCAL_SYMBOL

  Macro used to declare a symbol as local to the shared library (hidden). On supported platforms, it ensures the symbol is not exported.

  On compatible versions of GCC/Clang, it expands to `__attribute__((visibility("hidden")))`.

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_SAFE_DOWNCAST(value, larger, smaller)

  Cast value to type smaller from type larger, validating that no information was lost.

  On release builds of Python, this is roughly equivalent to `(smaller) value` (in C++, `static_cast<smaller>(value)` will be used instead).

  On debug builds (implying that `Py_DEBUG` is defined), this asserts that no information was lost with the cast from larger to smaller.

  value, larger, and smaller may all be evaluated more than once in the expression; consequently, do not pass an expression with side-effects directly to this macro.

Py_STRINGIFY(x)

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

  Added in version 3.4.

Py_ULL(number)

  Similar to `Py_LL`, but number will be an `unsigned long long` literal instead. This is done by appending `U` to the result of `Py_LL`.

  In modern versions of Python, this macro is not very useful, as C99 and later require the `ULL`/`LLU` suffixes to be valid for an integer.

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.

Py_BUILD_ASSERT(cond)

  Asserts a compile-time condition cond, as a statement. The build will fail if the condition is false or cannot be evaluated at compile time.

  For example:

      Py_BUILD_ASSERT(sizeof(PyTime_t) == sizeof(int64_t));

  Added in version 3.3.

Py_BUILD_ASSERT_EXPR(cond)

  Asserts a compile-time condition cond, as an expression that evaluates to `0`. The build will fail if the condition is false or cannot be evaluated at compile time.

  For example:

      #define foo_to_char(foo) \
          ((char *)(foo) + Py_BUILD_ASSERT_EXPR(offsetof(struct foo, string) == 0))

  Added in version 3.3.

PyDoc_STRVAR(name, str)

  Creates a variable with name name that can be used in docstrings. If Python is built without docstrings, the value will be empty.

  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}
      };

PyDoc_VAR(name)

  Declares a static character array variable with the given name name.

  For example:

      PyDoc_VAR(python_doc) = PyDoc_STR("A genus of constricting snakes in the Pythonidae family native "
                                        "to the tropics and subtropics of the Eastern Hemisphere.");

Py_ARRAY_LENGTH(array)

  Compute the length of a statically allocated C array at compile time.

  The array argument must be a C array with a size known at compile time. Passing an array with an unknown size, such as a heap-allocated array, will result in a compilation error on some compilers, or otherwise produce incorrect results.

  This is roughly equivalent to:

      sizeof(array) / sizeof((array)[0])

Py_EXPORTED_SYMBOL

  Macro used to declare a symbol (function or data) as exported. On Windows, this expands to `__declspec(dllexport)`. On compatible versions of GCC/Clang, it expands to `__attribute__((visibility("default")))`. This macro is for defining the C API itself; extension modules should not use it.

Py_IMPORTED_SYMBOL

  Macro used to declare a symbol as imported. On Windows, this expands to `__declspec(dllimport)`. This macro is for defining the C API itself; extension modules should not use it.

PyAPI_FUNC(type)

  Macro used by CPython to declare a function as part of the C API. Its expansion depends on the platform and build configuration. This macro is intended for defining CPython’s C API itself; extension modules should not use it for their own symbols.

PyAPI_DATA(type)

  Macro used by CPython to declare a public global variable as part of the C API. Its expansion depends on the platform and build configuration. This macro is intended for defining CPython’s C API itself; extension modules should not use it for their own symbols.

Py_VA_COPY

  This is a soft deprecated alias to the C99-standard `va_copy` function.

  Historically, this would use a compiler-specific method to copy a `va_list`.

  Distinto en la versión 3.6: This is now an alias to `va_copy`.

## 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`.

The embedding application can steer the search by setting `PyConfig.program_name` before calling `Py_InitializeFromConfig()`. Note that `PYTHONHOME` still overrides this and `PYTHONPATH` is still inserted in front of the standard path. An application that requires total control has to provide its own implementation of `Py_GetPath()`, `Py_GetPrefix()`, `Py_GetExecPrefix()`, and `Py_GetProgramFullPath()` (all defined in `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.

## Recommended third party tools

The following third party tools offer both simpler and more sophisticated approaches to creating C, C++ and Rust extensions for Python:

- Cython

- cffi

- HPy

- nanobind (C++)

- Numba

- pybind11 (C++)

- PyO3 (Rust)

- SWIG

Using tools such as these can help avoid writing code that is tightly bound to a particular version of CPython, avoid reference counting errors, and focus more on your own code than on using the CPython API. In general, new versions of Python can be supported by updating the tool, and your code will often use newer and more efficient APIs automatically. Some tools also support compiling for other implementations of Python from a single set of sources.

These projects are not supported by the same people who maintain Python, and issues need to be raised with the projects directly. Remember to check that the project is still maintained and supported, as the list above may become outdated.

Ver también

Python Packaging User Guide: Binary Extensions

  The Python Packaging User Guide not only covers several available tools that simplify the creation of binary extensions, but also discusses the various reasons why creating an extension module may be desirable in the first place.