擴充/嵌入常見問題集 ¶

我可以在 C 中建立自己的函式嗎？¶

是的，你可以在 C 中建立包含函式、變數、例外甚至新型別的內建模組，擴充和嵌入 Python 直譯器文件中有相關說明。

大多數中級或進階 Python 書籍也會涵蓋這個主題。

我可以在 C++ 中建立自己的函式嗎？¶

是的，可以使用 C++ 中兼容 C 的功能。在 Python include 文件周围放置 extern "C" { ... } ，并在Python解释器调用的每个函数之前放置 extern "C" 。具有构造函数的全局或静态 C++ 对象可能不是一个好主意。

寫 C 很難；還有其他選擇嗎？¶

要編寫你自己的 C 擴充有許多替代方法，取決於你要執行的具體操作為何。

Cython 及其相关的 Pyrex 是接受略微修改过的 Python 形式并生成相应 C 代码的编译器。 Cython 和 Pyrex 使得人们无需学习 Python 的 C API 即可编写扩展。

如果你需要针对某些当前不存在 Python 扩展的 C 或 C++ 库的接口，你可以尝试使用 SWIG 等工具来包装这些库的数据类型和函数。 SIP, CXX Boost 或者 Weave 也是用于包装 C++ 库的替代方案。

执行此操作的最高层级函数为 PyRun_SimpleString()，它接受单个字符串参数用于在模块 __main__ 的上下文中执行并在成功时返回 0 而在发生异常 (包括 SyntaxError) 时返回 -1。如果你想要更多可控性，可以使用 PyRun_String()；请在 Python/pythonrun.c 中查看 PyRun_SimpleString() 的源码。

如何在 C 中对任意 Python 表达式求值？¶

可以调用前一问题中介绍的函数 PyRun_String() 并附带起始标记符 Py_eval_input；它会解析表达式，对其求值并返回结果值。

如何從 Python 物件中提取 C 值？¶

这取决于对象的类型。如果是元组，PyTuple_Size() 将返回其长度而 PyTuple_GetItem() 将返回指定索引号上的项。对于列表也有类似的函数 PyList_Size() 和 PyList_GetItem()。

对于字节串，PyBytes_Size() 将返回其长度而 PyBytes_AsStringAndSize() 将提供一个指向其值和长度的指针。请注意 Python 字节串对象可能包含空字节因此不应使用 C 的 strlen()。

要測試物件的型別，首先確保它不是 NULL，然後再使用 PyBytes_Check()、PyTuple_Check()、PyList_Check() 等函式。

还有一个针对 Python 对象的高层级 API，通过所谓的‘抽象’接口提供 —— 请参阅 Include/abstract.h 了解详情。它允许使用 PySequence_Length(), PySequence_GetItem() 这样的调用来与任意种类的 Python 序列进行对接，此外还可使用许多其他有用的协议例如数字 (PyNumber_Index() 等) 以及 PyMapping API 中的各种映射等等。

如何使用 Py_BuildValue() 建立任意長度的元組？¶

這無法做到。請改用 PyTuple_Pack()。

如何從 C 呼叫物件的方法？¶

可以使用 PyObject_CallMethod() 函数来调用某个对象的任意方法。形参为该对象、要调用的方法名、类似 Py_BuildValue() 所用的格式字符串以及要传给方法的参数值:

PyObject *
PyObject_CallMethod(PyObject *object, const char *method_name,
                    const char *arg_format, ...);

这适用于任何具有方法的对象 —— 不论是内置方法还是用户自定义方法。你需要负责对返回值进行最终的 Py_DECREF() 处理。

例如，使用引數 10、0 呼叫檔案物件的 "seek" 方法（假設檔案物件指標為 "f"）：

res = PyObject_CallMethod(f, "seek", "(ii)", 10, 0);
if (res == NULL) {
        ... an exception occurred ...
}
else {
        Py_DECREF(res);
}

请注意由于 PyObject_CallObject() 总是接受一个元组作为参数列表，要调用不带参数的函数，则传入格式为 "()"，要调用只带一个参数的函数，则应将参数包含于圆括号中，例如 "(i)"。

我如何捕捉 PyErr_Print() 的輸出（或任何印出到 stdout/stderr 的東西）？¶

在 Python 代码中，定义一个支持 write() 方法的对象。将此对象赋值给 sys.stdout 和 sys.stderr。调用 print_error 或者只是允许标准回溯机制生效。在此之后，输出将转往你的 write() 方法所指向的任何地方。

最簡單的方法是使用 io.StringIO 類別：

>>> import io, sys
>>> sys.stdout = io.StringIO()
>>> print('foo')
>>> print('hello world!')
>>> sys.stderr.write(sys.stdout.getvalue())
foo
hello world!

实现同样效果的自定义对象看起来是这样的：

>>> import io, sys
>>> class StdoutCatcher(io.TextIOBase):
...     def __init__(self):
...         self.data = []
...     def write(self, stuff):
...         self.data.append(stuff)
...
>>> import sys
>>> sys.stdout = StdoutCatcher()
>>> print('foo')
>>> print('hello world!')
>>> sys.stderr.write(''.join(sys.stdout.data))
foo
hello world!

如何從 C 存取用 Python 編寫的模組？¶

你可以通过如下方式获得一个指向模块对象的指针:

module = PyImport_ImportModule("<modulename>");

如果模块尚未被导入（即它还不存在于 sys.modules 中），这会初始化该模块；否则它只是简单地返回 sys.modules["<modulename>"] 的值。请注意它并不会将模块加入任何命名空间 —— 它只是确保模块被初始化并存在于 sys.modules 中。

之后你就可以通过如下方式来访问模块的属性（即模块中定义的任何名称）:

attr = PyObject_GetAttrString(module, "<attrname>");

调用 PyObject_SetAttrString() 为模块中的变量赋值也是可以的。

如何在 Python 中对接 C ++ 对象？¶

根据你的需求，可以选择许多方式。手动的实现方式请查阅 "扩展与嵌入" 文档来入门。需要知道的是对于 Python 运行时系统来说，C 和 C++ 并不没有太大的区别 —— 因此围绕一个 C 结构（指针）类型构建新 Python 对象的策略同样适用于 C++ 对象。

對於 C++ 函式庫，請參閱寫 C 很難；還有其他選擇嗎？。

我使用安裝檔案新增了一個模組，但 make 失敗了；為什麼？¶

安装程序必须以换行符结束，如果没有换行符，则构建过程将失败。（修复这个需要一些丑陋的shell脚本编程，而且这个bug很小，看起来不值得花这么大力气。)

如何為擴充套件除錯？¶

将GDB与动态加载的扩展名一起使用时，在加载扩展名之前，不能在扩展名中设置断点。

在您的 .gdbinit 文件中（或交互式）添加命令：

br _PyImport_LoadDynamicModule

然後，當你運行 GDB 時：

$ gdb /local/bin/python
gdb) run myscript.py
gdb) continue # repeat until your extension is loaded
gdb) finish   # so that your extension is loaded
gdb) br myfunction.c:50
gdb) continue

我想在我的 Linux 系統上編譯一個 Python 模組，但是缺少一些檔案。為什麼？¶

大多数打包的Python版本不包含 /usr/lib/python2.x/config/ 目录，该目录中包含编译Python扩展所需的各种文件。

在 Red Hat 上，請安裝 python-devel RPM 來取得必要的檔案。

對於 Debian，運行 apt-get install python-dev。

如何從「無效輸入」區分出「不完整輸入」？¶

有时，希望模仿Python交互式解释器的行为，在输入不完整时(例如，您键入了“if”语句的开头，或者没有关闭括号或三个字符串引号)，给出一个延续提示，但当输入无效时，立即给出一条语法错误消息。

在 Python 中，你可以使用 codeop 模組，它充分模擬了剖析器 (parser) 的行為。像是 IDLE 就有使用它。

在C中执行此操作的最简单方法是调用 PyRun_InteractiveLoop() （可能在单独的线程中）并让Python解释器为您处理输入。您还可以设置 PyOS_ReadlineFunctionPointer() 指向您的自定义输入函数。有关更多提示，请参阅 Modules/readline.c 和 Parser/myreadline.c 。

如何找到未定義的 g++ 符號 __builtin_new 或 __pure_virtual？¶

要动态加载g ++扩展模块，必须重新编译Python，要使用g ++重新链接（在Python Modules Makefile中更改LINKCC），及链接扩展模块（例如： g++ -shared -o mymodule.so mymodule.o ）。

能否创建一个对象类，其中部分方法在C中实现，而其他方法在Python中实现（例如通过继承）？¶

是的，你可以繼承內建類別，例如 int、list、dict 等。

Boost Python 函式庫（BPL，https://www.boost.org/libs/python/doc/index.html）提供了一種從 C++ 執行此操作的方法（即你可以使用 BPL 來繼承用 C++ 編寫的擴充類別）。