扩展和嵌入 Python 解释器

本文档描述了如何使用 C 或 C++ 编写模块以使用新模块来扩展 Python 解释器的功能。 这些模块不仅可以定义新的函数，还可以定义新的对象类型及其方法。 该文档还描述了如何将 Python 解释器嵌入到另一个应用程序中，以用作扩展语言。 最后，它展示了如何编译和链接扩展模块，以便它们可以动态地（在运行时）加载到解释器中，如果底层操作系统支持此特性的话。

本文档假设你具备有关 Python 的基本知识。有关该语言的非正式介绍，请参阅 Python 教程 。 Python 语言参考手册 给出了更正式的语言定义。 Python 标准库 包含现有的对象类型、函数和模块（内置和用 Python 编写）的文档，使语言具有广泛的应用范围。

关于整个 Python/C API 的详细介绍，请参阅独立的 Python/C API 参考手册 。

推荐的第三方工具

本指南仅介绍了作为此 CPython 版本的一部分提供的创建扩展的基本工具。 第三方工具如 Cython, cffi, SWIG 和 Numba 提供了更简单或更复杂的方式来为 Python 创建 C 和 C++ 扩展。

参见

Python Packaging User Guide: Binary Extensions

“ Python Packaging User Guide ”不仅涵盖了几个简化二进制扩展创建的可用工具，还讨论了为什么首先创建扩展模块的各种原因。

不使用第三方工具创建扩展

本指南的这一部分包括在没有第三方工具帮助的情况下创建 C 和 C ++ 扩展。它主要用于这些工具的创建者，而不是建议你创建自己的 C 扩展的方法。

• 1. 使用 C 或 C++ 扩展 Python
  • 1.1. 一个简单的例子
  • 1.2. 关于错误和异常
  • 1.3. 回到例子
  • 1.4. 模块方法表和初始化函数
  • 1.5. 编译和链接
  • 1.6. 在C中调用Python函数
  • 1.7. 提取扩展函数的参数
  • 1.8. 给扩展函数的关键字参数
  • 1.9. 构造任意值
  • 1.10. 引用计数
  • 1.11. 在C++中编写扩展
  • 1.12. 给扩展模块提供C API
• 2. 自定义扩展类型：教程
  • 2.1. 基础
  • 2.2. 向基本示例添加数据和方法
  • 2.3. 提供对于数据属性的更精细控制
  • 2.4. 支持循环垃圾回收
  • 2.5. 子类化其他类型
• 3. 定义扩展类型：已分类主题
  • 3.1. 终结和内存释放
  • 3.2. 对象展示
  • 3.3. 属性管理
  • 3.4. 对象比较
  • 3.5. 抽象协议支持
  • 3.6. 弱引用支持
  • 3.7. 更多建议
• 4. 构建C/C++扩展
  • 4.1. 使用 setuptools 构建 C 和 C++ 扩展
• 5. 在 Windows 上构建 C 和 C++ 扩展
  • 5.1. 菜谱式说明
  • 5.2. Unix 和 Windows 之间的差异
  • 5.3. DLL 的实际使用

在更大的应用程序中嵌入 CPython 运行时

有时，不是要创建在 Python 解释器中作为主应用程序运行的扩展，而是希望将 CPython 运行时嵌入到更大的应用程序中。 本节介绍了成功完成此操作所涉及的一些细节。

• 1. 在其它应用程序嵌入 Python
  • 1.1. 高层次的嵌入
  • 1.2. 突破高层次嵌入的限制：概述
  • 1.3. 只做嵌入
  • 1.4. 对嵌入 Python 功能进行扩展
  • 1.5. 在 C++ 中嵌入 Python
  • 1.6. 在类 Unix 系统中编译和链接