cpython通信
⑴ 用python 去和c++程序交互，该看哪些知识点
从开始看Python到现在也有半个多月了，前后看了Python核心编程和Dive into
Python两本书。话说半个月看两本，是个人都知道有多囫囵吞枣，这也是因为我暂时没有需求拿这个做大型开发，主要是平时的小程序test用一用。所以
我的策略是，整体浏览，用到时候现查。话说这核心编程第一版太古老了，老在讲2.2之前的东西，我看的翻译电子版，翻译得也不好，很晦涩。看完这个后还有
点云里雾里，看网上人家说DIP好，啄木鸟还有电子文档，就找来看这个。怎么说呢，讲的比核心编程好，但不适合第一次看的初学者。我之所以觉得讲得
好，是因为看核心编程，有些概念还有些模糊，看了这本书就明白不少了。要是初学者上来就看这本，保证不好理解。
下面就是在学习的过程中，在翻阅资料的过程中，总结的一些C和python比较明显的不同之处，有大方向的，也有细节的。肯定没有总结完，比如动态
函数，lambda这些，我都懒得往上写了。实际上，作为两种完全不同的语言，下面这些差异只是冰山一角而已。权当抛砖引玉吧，至少应该对和我有相同研究
兴趣，正在考虑是否学习另一门语言的朋友有点帮助。此文也算是DIP的学习笔记吧。顺带说一句，要是有朋友了解，可以帮忙推荐一下实战性强的Python
教材，语言这东西，不多练手，光比划，是不可能学好的。
学习目的
我的以后的研究方向是嵌入式，显然，c语言是我的主要语言。我不是一个语言爱好者，我以前觉得，对于做研究而不是应用的人来说，了解多门语言，不如
精通一门语言。之所以去看python，主要还是因为python更有利于快速开发一些程序，也是因为现在认识到，研究和应用是不能分离的。个人以为，要
想在计算机工程的竞争中立足，必须懂C语言。因为真正要做高性能编程,
不可能将机器的体系架构抛到脑后让Python虚拟机（或Java虚拟机等）帮你搞定所有底层。越来越多的CPU
core，越来越恐怖的内存性能瓶颈，对于上层开发人员来说，无所谓，但是对高性能程序开发人员来说，这些是无法透明的。很多应用，还是自己掌控比较有
效。这些场合中，汇编和C还是不可替代的。但是，光知道C是不够的，掌握一门面向对象语言，相对更高层的语言，不仅对以后的个人发展有利，也会对自己的技
术认识产生帮助。
如果要问对我来说谁更重要，我觉得还是C更重要。C的学习曲线更陡，貌似简单，实际上到处都是陷阱，看上去比较简单低效的程序，也不是学1，2个月
就能搞定的。谈到优化的深层次和难度嘛，需要的功底是按年算的。但是一旦你C语言的基础打好了，对计算机的理解，对其他语言的理解都是大有裨益的。比如，
如果你有C基础，可以说，学过1天python，就能写的出来一些不短的程序。后面的优化也不是什么大不了的算法，都是非常基本的语句换来换去。当然这里
不是说 Python不好，实际上，上层应用，Python比C方便的不是一个层次。
很多人觉得，既然懂C了，那么进一步掌握C＋＋应该是水到渠成，但C++不是C的超集，而我又不喜欢C＋＋的繁琐和巨大，所以才决定看一看Python。我很喜欢Python的优雅与快捷。
语言类型
和C不一样，Python是一种动态类型语言，又是强类型语言。这个分类怎么理解呢？大概是可以按照下列说明来分类的：
静态类型语言
一种在编译期间就确定数据类型的语言。大多数静态类型语言是通过要求在使用任一变量之前声明其数据类型来保证这一点的。Java和 C 是静态类型语言。
动态类型语言
一种在运行期间才去确定数据类型的语言，与静态类型相反。Python 是动态类型的，因为它们确定一个变量的类型是在您第一次给它赋值的时候。
强类型语言
一种总是强制类型定义的语言。Java 和 Python 是强制类型定义的。您有一个整数，如果不明确地进行转换 ，不能将把它当成一个字符串。
弱类型语言
一种类型可以被忽略的语言，与强类型相反。VBScript 是弱类型的。在 VBScript 中，您可以将字符串 ‘12′ 和整数 3 进行连接得到字符串’123′，然后可以把它看成整数 123 ，所有这些都不需要任何的显示转换。
对象机制
具体怎么来理解这个“动态确定变量类型”，就要从Python的Object对象机制说起了。Objects（以下称对象）是Python对于数据
的抽象，Python中所有的数据，都是由对象或者对象之间的关系表示的，函数是对象，字符串是对象，每个东西都是对象的概念。每一个对象都有三种属性：
实体，类型和值。理解实体是理解对象中很重要的一步，实体一旦被创建，那么就一直不会改变，也不会被显式摧毁，同时通常意义来讲，决定对象所支持的操作方
式的类型（type，包括number，string，tuple及其他）也不会改变，改变的只可能是它的值。如果要找一个具体点的说明，实体就相当于对
象在内存中的地址，是本质存在。而类型和值都只是实体的外在呈现。然后Python提供一些接口让使用者和对象交互，比如id(）函数用来获得对象实体的
整形表示（实际在这里就是地址），type()函数获取其类型。
这个object机制，就是c所不具备的，主要体现在下面几点：
1 刚才说了，c是一个静态类型语言，我们可以定义int a, char
b等等，但必须是在源代码里面事先规定。比如我们可以在Python里面任意一处直接规定a =
“lk”，这样，a的类型就是string，这是在其赋值的时候才决定的，我们无须在代码中明确写出。而在C里面，我们必须显式规定char *a =
“lk”，也就是人工事先规定好a的类型
2 由于在C中，没有对象这个概念，只有“数据的表示”，比如说，如果有两个int变量a和b，我们想比较大小，可以用a ＝＝
b来判断，但是如果是两个字符串变量a和b，我们就不得不用strcmp来比较了，因为此时，a和b本质上是指向字符串的指针，如果直接还是用＝＝比较，
那比较的实际是指针中存储的值——地址。
在Java中呢，我们通过使用 str1 == str2 可以确定两个字符串变量是否指向同一块物理内存位置，这叫做“对象同一性”。在 Java 中要比较两个字符串值，你要使用 str1.equals(str2)。
然后在Python中，和前两者都不一样，由于对象的引入，我们可以用“is”这个运算符来比较两个对象的实体，和具体对象的type就没有关系
了，比如你的对象是tuple也好，string也好，甚至class也好，都可以用”is”来比较，本质上就是“对象同一性”的比较，和Java中
的＝＝类似，和 C中的pointer比较类似。Python中也有＝＝比较，这个就是值比较了。
3
由于对象机制的引入，让Python的使用非常灵活，比如我们可以用自省方法来查看内存中以对象形式存在的其它模块和函数，获取它们的信息，并对它们进行
操作。用这种方法，你可以定义没有名称的函数，不按函数声明的参数顺序调用函数，甚至引用事先并不知道名称的函数。 这些操作在C中都是不可想象的。
4 还有一个很有意思的细节，就是类型对对象行为的影响是各方面的，比如说，a = 1; b =
1这个语句中，在Python里面引发的，可能是a，b同时指向一个值为1的对象，也可能是分别指向两个值为1的对象。而例如这个语句，c = []; d
= []，那么c和d是肯定指向不同的，新创建的空list的。没完，如果是”c = d =
[]“这个语句呢？此时，c和d又指向了相同的list对象了。这些区别，都是在c中没有的。
最后，我们来说说为什么python慢。主要原因就是function call
overhead比较大。因为所有东西现在都是对象了，contruct 和destroy 花费也大。连1 + 1 都是 function
call，像’12′+’45′ 这样的要 create a third string object, then calls the string
obj’s __add。可想而知，速度如何能快起来？
列表和数组
分析Python中的list和C中的数组总是很有趣的。相信可能一些朋友和一样，初学列表的时候，都是把它当作是数组来学的。最初对于list和数组区别的定性，主要是集中在两点。首先，list可以包含很多不同的数据类型，比如
["this", 1, "is", "an", "array"]
这个List，如果放在C中，其实是一个字符串数组，相当于二维的了。
其次呢，list有很多方法，其本身就是一个对象，这个和C的单纯数组是不同的。对于List的操作很多样，因为有方法也有重载的运算符。也带来一些问题，比如下面这个例子：
加入我们要产生一个多维列表，用下面这个语句
A = [[None] * 2] * 3
结果，A的值会是
[[None, None], [None, None], [None, None]]
初一看没问题，典型的二维数组形式的列表。好，现在我们想修改第一个None的值，用语句
A[0][0] = 5
现在我们再来看看A的值：
[[5, None], [5, None], [5, None]]
发现问题没有？这是因为用 * 来复制时，只是创建了对这个对象的引用，而不是真正的创建了它。 *3 创建了一个包含三个引用的列表，这三个引用都指向同一个长度为2的列表。其中一个行的改变会显示在所有行中，这当然不是你想要的。解决方法当然有，我们这样来创建
A = [None]*3
for i in range(3):
A[i] = [None] * 2
这样创建了一个包含三个不同的长度为2的列表。
所以，还是一直强调的，越复杂的东西，越灵活，也越容易出错。
代码优化
C是一个很简单的语言，当我们考虑优化的时候，通常想得也很简单，比如系统级调用越少越好（缓冲区机制），消除循环的低效率和不必要的系统引用，等
等，其实主要都是基于系统和硬件细节考虑的。而Python就完全不一样了，当然上面说的这些优化形式，对于Python仍然是实用的，但由于
Python的语法形式千差万别，库和模块多种多样，所以对于语言本身而言，就有很多值得注意的优化要点，举几个例子吧。
比如我们有一个list L1，想要构建一个新的list L2，L2包括L1的头4个元素。按照最直接的想法，代码应该是
L2 = []
for i in range[3]:
L2.append(L1[i])
而更加优化和优美的版本是
L2 = L1[:3]
再比如，如果s1..s7是大字符串(10K+)，那么join([s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7])就会比
s1+s2+s3+s4+s5+s6+s7快得多,因为后者会计算很多次子表达式，而join()则在一次过程中完成所有的复制。还有，对于字符串操作，
对字符串对象使用replace()方法。仅当在没有固定字符串模式时才使用正则表达式。
所以说，以优化为评判标准，如果说C是短小精悍，Python就是博大精深。
include和import
在C语言中的include非常简单，因为形式单一，意义明确，当你需要用到外部函数等资源时，就用include。而Python中有一个相似的
机制，就是import。乍一看，这两个家伙挺像的，不都是我们要用外部资源（最常见的就是函数或者模块（Python））时就用这个来指明么？其实不
然，两者的处理机制本质区别在于，C中的include是用于告诉预处理器，这个include指定的文件的内容，你都给我当作在本地源文件中出现过。而
import呢，不是简单的将后面的内容*直接*插入到本地里面去，这玩意更加灵活。事实上，几乎所有类似的机制，Python都比C灵活。这里不是说C
不好，C很简练，我其实更喜欢C。
简单说说这个灵活性。import在python中有三种形式，import X, from X import *( or a,b,c……),
X = __import__(’x')。最常用的是第二种，因为比较方便，不像第一种那样老是用X.mole来调用模块。from X
import *只是import那些public的mole(一般都是不以__命名的模块)，也可以指定a,b,c来import。
什么时候用哪一种形式呢？应该说，在大多数的模块文档里，都会明确告诉你应该用哪种形式。如果需要用到很多对象，那么from X import
*可能更合适一些，但是，就目前来看，大多数第三方Python库都不推荐使用from molename import *
这种格式。这样做会使引入者的namespace混乱。很多人甚至对于那些专门设计用于这种模式的模块（包括Tkinter,
threading和matplot）都不采用这种方式。而如果你仅仅需要某个对象类a，那么用from X import a比用import
X.a更好，因为以后你调用a的函数直接用a.function()既可以了，不用加X。
如果你连自己希望import的模块都不知道怎么办？请注意，此时Python的优势就体现出来了，我们可以用
__import__(mole)来调用mole，其中这个mole是字符串，这样，可以在运行时再决定，你到底要调用什么mole。举
个例子：
def classFromMole (mole, Name):
mod = __import__ (mole)
return getattr (mod, Name)
这里，定义了一个函数classFromMole，你可以在代码的任何时候调用它，
o = classFromMole (MoleOfTheClass, NameOfTheAttribute)()
只需要传入字符串形式的你希望import的模块MoleOfTheClass和其中属性的名字NameOfTheAttribute（当然可以是数据也可以是方法），就能调用了，这个名字字符串不用事先指定，而是根据当时运行的情况来判断。
顺带说一句，Python中import的顺序也有默认规定，这个和C中的include有点类似，因为我们一般都是先include系统文件，再
include自己的头文件（而且还有<>和“”的区别）。Python中呢，一般应该按照以下顺序import模块：
1. 标准库模块 — 如 sys, os, getopt 等
2. 第三方模块
3. 本地实现的模块。
全局变量
这里谈全局变量呢，倒不是说Python和c的全局变量概念不同，他们的概念是相同的。只是在使用机制上，是有一些差异的。举个例子：
– mole.py –
globalvar = 1
def func():
print globalvar
# This makes someglobal readonly,
# any attempt to write to someglobal
# would create a new local variable.
def func2():
global globalvar
globalvar = 2
# this allows you to manipulate the global
# variable
在 func这个函数中，globalvar是只读的。如果你使用了globalvar =
xxx这种赋值语句，Python会重新创造一个新的本地对象并将新值赋给它，原来的对象值不变。而在func2函数中，由于我们事先申明了
globalvar是global的，那么此时的更改就直接在全局变量上生效。
⑵ 如何实现 C/C++ 与 Python 的通信
属于混合编程的问题。较全面的介绍一下，不仅限于题主提出的问题。
以下讨论中，Python指它的标准实现，即CPython（虽然不是很严格）
本文分4个部分
C/C++ 调用 Python （基础篇）— 仅讨论Python官方提供的实现方式
Python 调用 C/C++ （基础篇）— 仅讨论Python官方提供的实现方式
C/C++ 调用 Python （高级篇）— 使用 Cython
Python 调用 C/C++ （高级篇）— 使用 SWIG
练习本文中的例子，需要搭建Python扩展开发环境。具体细节见搭建Python扩展开发环境 - 蛇之魅惑 - 知乎专栏
1 C/C++ 调用 Python（基础篇）
Python 本身就是一个C库。你所看到的可执行体python只不过是个stub。真正的python实体在动态链接库里实现，在Windows平台上，这个文件位于 %SystemRoot%\System32\python27.dll。
你也可以在自己的程序中调用Python，看起来非常容易：
//my_python.c
#include <Python.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
Py_SetProgramName(argv[0]);
Py_Initialize();
PyRun_SimpleString("print 'Hello Python!'\n");
Py_Finalize();
return 0;
}
在Windows平台下，打开Visual Studio命令提示符，编译命令为
cl my_python.c -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
在linux下编译命令为
gcc my_python.c -o my_python -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
在Mac OS X 下的编译命令同上
产生可执行文件后，直接运行，结果为输出
Hello Python!
Python库函数PyRun_SimpleString可以执行字符串形式的Python代码。
虽然非常简单，但这段代码除了能用C语言动态生成一些Python代码之外，并没有什么用处。我们需要的是C语言的数据结构能够和Python交互。
下面举个例子，比如说，有一天我们用Python写了一个功能特别强大的函数：
def great_function(a):
return a + 1
接下来要把它包装成C语言的函数。我们期待的C语言的对应函数应该是这样的：
int great_function_from_python(int a) {
int res;
// some magic
return res;
}
首先，复用Python模块得做‘import’，这里也不例外。所以我们把great_function放到一个mole里，比如说，这个mole名字叫 great_mole.py
接下来就要用C来调用Python了，完整的代码如下：
#include <Python.h>
int great_function_from_python(int a) {
int res;
PyObject *pMole,*pFunc;
PyObject *pArgs, *pValue;
/* import */
pMole = PyImport_Import(PyString_FromString("great_mole"));
/* great_mole.great_function */
pFunc = PyObject_GetAttrString(pMole, "great_function");
/* build args */
pArgs = PyTuple_New(1);
PyTuple_SetItem(pArgs,0, PyInt_FromLong(a));
/* call */
pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
res = PyInt_AsLong(pValue);
return res;
}
从上述代码可以窥见Python内部运行的方式：
所有Python元素，mole、function、tuple、string等等，实际上都是PyObject。C语言里操纵它们，一律使用PyObject *。
Python的类型与C语言类型可以相互转换。Python类型XXX转换为C语言类型YYY要使用PyXXX_AsYYY函数；C类型YYY转换为Python类型XXX要使用PyXXX_FromYYY函数。
也可以创建Python类型的变量，使用PyXXX_New可以创建类型为XXX的变量。
若a是Tuple，则a[i] = b对应于 PyTuple_SetItem(a,i,b)，有理由相信还有一个函数PyTuple_GetItem完成取得某一项的值。
不仅Python语言很优雅，Python的库函数API也非常优雅。
现在我们得到了一个C语言的函数了，可以写一个main测试它
#include <Python.h>
int great_function_from_python(int a);
int main(int argc, char *argv[]) {
Py_Initialize();
printf("%d",great_function_from_python(2));
Py_Finalize();
}
编译的方式就用本节开头使用的方法。
在Linux/Mac OSX运行此示例之前，可能先需要设置环境变量：
bash:
export PYTHONPATH=.:$PYTHONPATH
csh:
setenv PYTHONPATH .:$PYTHONPATH
2 Python 调用 C/C++（基础篇）
这种做法称为Python扩展。
比如说，我们有一个功能强大的C函数：
int great_function(int a) {
return a + 1;
}
期望在Python里这样使用：
>>> from great_mole import great_function
>>> great_function(2)
3
考虑最简单的情况。我们把功能强大的函数放入C文件 great_mole.c 中。
#include <Python.h>
int great_function(int a) {
return a + 1;
}
static PyObject * _great_function(PyObject *self, PyObject *args)
{
int _a;
int res;
if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", &_a))
return NULL;
res = great_function(_a);
return PyLong_FromLong(res);
}
static PyMethodDef GreateMoleMethods[] = {
{
"great_function",
_great_function,
METH_VARARGS,
""
},
{NULL, NULL, 0, NULL}
};
PyMODINIT_FUNC initgreat_mole(void) {
(void) Py_InitMole("great_mole", GreateMoleMethods);
}
除了功能强大的函数great_function外，这个文件中还有以下部分：
包裹函数_great_function。它负责将Python的参数转化为C的参数（PyArg_ParseTuple），调用实际的great_function，并处理great_function的返回值，最终返回给Python环境。
导
出表GreateMoleMethods。它负责告诉Python这个模块里有哪些函数可以被Python调用。导出表的名字可以随便起，每一项有4
个参数：第一个参数是提供给Python环境的函数名称，第二个参数是_great_function，即包裹函数。第三个参数的含义是参数变长，第四个
参数是一个说明性的字符串。导出表总是以{NULL, NULL, 0, NULL}结束。
导出函数initgreat_mole。这个的名字不是任取的，是你的mole名称添加前缀init。导出函数中将模块名称与导出表进行连接。
在Windows下面，在Visual Studio命令提示符下编译这个文件的命令是
cl /LD great_mole.c /o great_mole.pyd -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
/LD 即生成动态链接库。编译成功后在当前目录可以得到 great_mole.pyd（实际上是dll）。这个pyd可以在Python环境下直接当作mole使用。
在Linux下面，则用gcc编译：
gcc -fPIC -shared great_mole.c -o great_mole.so -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
在当前目录下得到great_mole.so，同理可以在Python中直接使用。
本部分参考资料
《Python源码剖析-深度探索动态语言核心技术》是系统介绍CPython实现以及运行原理的优秀教程。
Python 官方文档的这一章详细介绍了C/C++与Python的双向互动Extending and Embedding the Python Interpreter
关于编译环境，本文所述方法仅为出示原理所用。规范的方式如下：3. Building C and C++ Extensions with distutils
作为字典使用的官方参考文档 Python/C API Reference Manual
用以上的方法实现C/C++与Python的混合编程，需要对Python的内部实现有相当的了解。接下来介绍当前较为成熟的技术Cython和SWIG。
3 C/C++ 调用 Python（使用Cython）
在
前面的小节中谈到，Python的数据类型和C的数据类型貌似是有某种“一一对应”的关系的，此外，由于Python（确切的说是CPython）本身是
由C语言实现的，故Python数据类型之间的函数运算也必然与C语言有对应关系。那么，有没有可能“自动”的做替换，把Python代码直接变成C代码
呢？答案是肯定的，这就是Cython主要解决的问题。
安装Cython非常简单。Python 2.7.9以上的版本已经自带easy_install：
easy_install -U cython
在Windows环境下依然需要Visual
Studio，由于安装的过程需要编译Cython的源代码，故上述命令需要在Visual
Studio命令提示符下完成。一会儿使用Cython的时候，也需要在Visual
Studio命令提示符下进行操作，这一点和第一部分的要求是一样的。
继续以例子说明：
#great_mole.pyx
cdef public great_function(a,index):
return a[index]
这其中有非Python关键字cdef和public。这些关键字属于Cython。由于我们需要在C语言中使用
“编译好的Python代码”，所以得让great_function从外面变得可见，方法就是以“public”修饰。而cdef类似于Python的
def，只有使用cdef才可以使用Cython的关键字public。
这个函数中其他的部分与正常的Python代码是一样的。
接下来编译 great_mole.pyx
cython great_mole.pyx
得到great_mole.h和great_mole.c。打开great_mole.h可以找到这样一句声明：
__PYX_EXTERN_C DL_IMPORT(PyObject) *great_function(PyObject *, PyObject *)
写一个main使用great_function。注意great_function并不规定a是何种类型，它的
功能只是提取a的第index的成员而已，故使用great_function的时候，a可以传入Python
String，也可以传入tuple之类的其他可迭代类型。仍然使用之前提到的类型转换函数PyXXX_FromYYY和PyXXX_AsYYY。
//main.c
#include <Python.h>
#include "great_mole.h"
int main(int argc, char *argv[]) {
PyObject *tuple;
Py_Initialize();
initgreat_mole();
printf("%s\n",PyString_AsString(
great_function(
PyString_FromString("hello"),
PyInt_FromLong(1)
)
));
tuple = Py_BuildValue("(iis)", 1, 2, "three");
printf("%d\n",PyInt_AsLong(
great_function(
tuple,
PyInt_FromLong(1)
)
));
printf("%s\n",PyString_AsString(
great_function(
tuple,
PyInt_FromLong(2)
)
));
Py_Finalize();
}
编译命令和第一部分相同：
在Windows下编译命令为
cl main.c great_mole.c -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
在Linux下编译命令为
gcc main.c great_mole.c -o main -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
这个例子中我们使用了Python的动态类型特性。如果你想指定类型，可以利用Cython的静态类型关键字。例子如下：
#great_mole.pyx
cdef public char great_function(const char * a,int index):
return a[index]
cython编译后得到的.h里，great_function的声明是这样的：
__PYX_EXTERN_C DL_IMPORT(char) great_function(char const *, int);
很开心对不对！
这样的话，我们的main函数已经几乎看不到Python的痕迹了：
//main.c
#include <Python.h>
#include "great_mole.h"
int main(int argc, char *argv[]) {
Py_Initialize();
initgreat_mole();
printf("%c",great_function("Hello",2));
Py_Finalize();
}
在这一部分的最后我们给一个看似实用的应用（仅限于Windows）：
还是利用刚才的great_mole.pyx，准备一个dllmain.c：
#include <Python.h>
#include <Windows.h>
#include "great_mole.h"
extern __declspec(dllexport) int __stdcall _great_function(const char * a, int b) {
return great_function(a,b);
}
BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason,LPVOID lpReserved) {
switch( fdwReason ) {
case DLL_PROCESS_ATTACH:
Py_Initialize();
initgreat_mole();
break;
case DLL_PROCESS_DETACH:
Py_Finalize();
break;
}
return TRUE;
}
在Visual Studio命令提示符下编译：
cl /LD dllmain.c great_mole.c -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
会得到一个dllmain.dll。我们在Excel里面使用它，没错，传说中的Excel与Python混合编程：
参考资料：Cython的官方文档，质量非常高：
Welcome to Cython’s Documentation
4 Python调用C/C++（使用SWIG）
用
C/C++对脚本语言的功能扩展是非常常见的事情，Python也不例外。除了SWIG，市面上还有若干用于Python扩展的工具包，比较知名的还有
Boost.Python、SIP等，此外，Cython由于可以直接集成C/C++代码，并方便的生成Python模块，故也可以完成扩展Python
的任务。
答主在这里选用SWIG的一个重要原因是，它不仅可以用于Python，也可以用于其他语言。如今SWIG已经支持C/C++的
好基友Java，主流脚本语言Python、Perl、Ruby、PHP、JavaScript、tcl、Lua，还有Go、C#，以及R。SWIG是基
于配置的，也就是说，原则上一套配置改变不同的编译方法就能适用各种语言（当然，这是理想情况了……）
SWIG的安装方便，有Windows的预编译包，解压即用，绿色健康。主流Linux通常集成swig的包，也可以下载源代码自己编译，SWIG非常小巧，通常安装不会出什么问题。
用SWIG扩展Python，你需要有一个待扩展的C/C++库。这个库有可能是你自己写的，也有可能是某个项目提供的。这里举一个不浮夸的例子：希望在Python中用到SSE4指令集的CRC32指令。
首先打开指令集的文档：https://software.intel.com/en-us/node/514245
可以看到有6个函数。分析6个函数的原型，其参数和返回值都是简单的整数。于是书写SWIG的配置文件（为了简化起见，未包含2个64位函数）：
/* File: mymole.i */
%mole mymole
%{
#include "nmmintrin.h"
%}
int _mm_popcnt_u32(unsigned int v);
unsigned int _mm_crc32_u8 (unsigned int crc, unsigned char v);
unsigned int _mm_crc32_u16(unsigned int crc, unsigned short v);
unsigned int _mm_crc32_u32(unsigned int crc, unsigned int v);
接下来使用SWIG将这个配置文件编译为所谓Python Mole Wrapper
swig -python mymole.i
得到一个 mymole_wrap.c和一个mymole.py。把它编译为Python扩展：
Windows：
cl /LD mymole_wrap.c /o _mymole.pyd -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
Linux：
gcc -fPIC -shared mymole_wrap.c -o _mymole.so -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
注意输出文件名前面要加一个下划线。
现在可以立即在Python下使用这个mole了：
>>> import mymole
>>> mymole._mm_popcnt_u32(10)
⑶ Python RPyC如何实现客户端与服务端通信
rpyc是我用过的最容易，也最强大的远程进程通讯了。当然如果你自己编写框架，可以比它更强大也可能。
你搜索一下官网或者是任意一个教程都可以找到一个解决方案，然后你变化一下就可以解决你的问题。
因为不太理解你的问题，所以先解释一下，rpyc实现的是将客户端代码，复制到服务端，并在服务端执行后将结果包装后返回服务端。当然如果服务端已经有这个代码了，就可以直接执行，然后结果返回。
所以原则上讲，不可能在客户端没有连接服务端的情形下，从服务端返回消息的。 所以你试验的应该是连接到服务端，然后获得响应。这个是可以的。
如果你想发消息到服务端直接通过函数的参数就可以啦。
importrpyc
c=rpyc.connect('localhost',服务端端口)
printc.root.服务端exposed的函数(你要传递的参数放在这里)
c.close()
⑷ 如何实现C/C++与Python的通信
这个可以称之为两个软件（进程）之间的通信。
进程间通信主要包括管道, 系统IPC(包括消息队列,信号量,共享存储), SOCKET.
比如：你可以共同访问计算机上的一个txt文件
也可以使用socket通信
也可以使用数据库，
等等
都能达到通信的目的
⑸ python调用c语言编译器
如何让python调用C和C++代码
安装python后，会有一个chm格式的python手册。要搞明白如何让python调用C/C++代码(也就是写python的 extension)，你需要征服手册中的
<<Extending && embedding>>厚厚的一章。在昨天花了一个小时看地头晕脑胀，仍然不知道如何写python的extension后，查阅了一些其他 书籍，最终在<<Python Programming On Win32>>书中找到了教程。
下面记录一下如何在visual studio 2005中，写一段C/C++的MessageBox代码，然后提供后python调用，最后的结果当然是显示一个MessageBox.
1. 首先要明白的是，所谓的python扩展（也就是你提供给python的c/c++代码，不一定是c/c++代码，可以是其他语言写的代码)是一个 dll,并且这个dll放在本机python安装目录下的DLLs目录下（譬如我机器上的路径是：F:\Program Files\Python25\DLLs)，假如我们接下来要写的扩展mole名为mb,python调用的代码为： import mb
mb.showMsg("Python's really amazing, I kindda love it!")
python怎么找到我们的mb模块呢？就是上面说的，我们要生成一个mb.dll，然后拷贝到Dlls目录下面，为了区别普通的dll和python专用扩展的dll,我们的 mb.dll修改成mb.pyd(python dll)
2. 搭建环境，我们要使用python提供的c头文件和lib库来进行扩展的开发。 在vs 2005下点击菜单 "工具"->"选项", 打开选项对话框，选择"项目和解决方案->VC++目录", 然后在右边"显示以下内容的目录"得comboBox上选择"包含文件”，添加python的include目录(我的机器上是"F:\Program
Files\Python25\include"),然后选择库文件,添加python的libs目录(我的机器上是"F:\Program Files\Python25\libs")。
既然扩展是一个dll,接下来我们要建立一个“动态链接库”工程，然后开始写代码：
#include <python.h> //python.h是包含python一些定义的头文件，在python的include目录下 /*
我的python版本是2.5, 因为安装python后它没提供debug下的lib库文件，因此你必须生成release版的dll，
想要生成dll版本的，你要到python官网上自己去下载python源代码,当然你可以继续生成release版本的dll,但dll中包含调试信息
⑹ 用python 怎么和硬件进行链接，通信，交互
本文介绍了用python与文件进行交互的方法，分享给大家，具体如下：
一.文件处理
1.介绍
计算机系统：计算机硬件,操作系统,应用程序
应用程序无法直接操作硬件，通过操作系统来操作文件，进而读/写硬件中的文件。
python打开文件过程：
#打开
f=open('a.txt','r')
#通过句柄对文件进行操作
read_f=f.read()
#关闭文件
f.close()
with open('a.txt','r') as f: #不需要关闭
f.close() #回收操作系统打开的文件
del f #回收应用程序级的变量
2.打开文件的模式
a.打开文本文件
#r,只读模式【默认模式，文件必须存在，不存在则抛出异常】
f=open('a.txt',encoding='utf-8')
data1=f.read()
print(f.readline(),end='')
print(f.readlines())
#w,只写模式【不可读；不存在则创建；存在则清空内容】
f=open('a.txt','w',encoding='utf-8')
f.write('werf')
#a,只追加写模式【不可读；不存在则创建；存在则只追加内容】
f=open('a.txt','a',encoding='utf-8')
f.write('werf\n')
b.对于非文本文件，只能使用b模式，"b"表示以字节的方式操作（而所有文件也都是以字节的形式存储的，使用这种模式无需考虑文本文件的字符编码、图片文件的jgp格式、视频文件的avi格式
with open('1.jpg','rb') as f_read:
data=f_read.read()
print(data)
with open('a.txt','rb') as f_read:
data=f_read.read().decode('utf-8') #解码
print(data)
with open('a.txt','wb')as f_write:
f_write.write('adsf'.encode('utf-8'))
'''
练习，利用b模式，编写一个cp工具，要求如下：
1. 既可以拷贝文本又可以拷贝视频，图片等文件
2. 用户一旦参数错误，打印命令的正确使用方法，如usage: cp source_file target_file
'''
import sys
if len(sys.argv)!=3:
print('usage:cp source_file target_file')
sys.exit()
source_file,target_file=sys.argv[1],sys.argv[2]
print()
with open(source_file,'rb')as f_read,open(target_file,'wb')as f_write:
for line in f_read:
f_write.write(line)
3.文件内光标的移动
#以文本模式读文件，n代表的是字符的个数
with open('a.txt','r')as f_read:
data=f_read.read(6)
print(data)
#以b模式读文件，n代表的是字节的个数
with open('a.txt','rb')as f_read:
data=f_read.read(6)
print(data)
# tell：告诉当前光标的位置
with open('a.txt','r',encoding='utf-8')as f_read:
data=f_read.read(4)
data1=f_read.tell()
print(data,data1)
# seek：移动光标（0：文件开头默认；1：文件当前光标；2：文件末尾）
with open('a.txt', 'r', encoding='utf-8')as f_read:
data = f_read.seek(3)
data1 = f_read.read()
print(data, data1)
# 实现tail功能
import time
with open('access.log', 'rb')as f_read:
f_read.seek(0,2)
while True:
line = f_read.readline()
if line:
print(line.decode('utf-8'),end='')
else:
time.sleep(1)
4.文件的修改
import os
with open('a.txt') as read_f,open('.a.txt.swap','w') as write_f:
for line in read_f:
line=line.replace('alex','SB')
write_f.write(line)
os.remove('a.txt')
os.rename('.a.txt.swap','a.txt')
⑺ python和c++之间使用管道建立通信连接
你这个做法呢。 表面上看没有问题。实际执行中会因为操作系统对于标准输入输出的设计不同而出现问题。
简单的说。在linux可能是对的。在windows下不稳定。
通常使用标准输入输出的情形是，都是单向的。一方输入 ，另一方输出。 或者是建立两个管道，一个管道输入，一个管道输出。
你要想明白这是怎么回事，可以单独做一个管道测试。 性能与稳定性，传输速率都可以。 以前我试过，在linux下管道的速度与网卡的速度基本相当，略慢。很稳定。 但是只限于单向传输。
如果你要使用python与C++通讯。 通常会有几个办法：
文件方式 （简易，稳定）
SOCKET方式（麻烦）
单向的管道，最好在shell状态下，用|来实现。
信号方式（简易）
共享内存方式（复杂些，主要是数据结构由C++提供，PYTHON用ctype, pack等解析。
直接将C++封装，然后用python调用（建议用cython方式）
python与C和C++有良好的融合性。这方面从来不是障碍。
⑻ python怎么实现tcp通信
服务器端：
#!/usr/bin/envpython
importsocket
host="localhost"
port=10000
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.bind((host,port))
s.listen(5)
while1:
sock,addr=s.accept()
print"gotconnectionform",sock.getpeername()
data=sock.recv(1024)
ifnotdata:
break
else:
printdata
客户端：
#!/usr/bin/envpython
importsocket
host="localhost"
port=10000
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.connect((host,port))
s.send("hellofromclient")
s.close()
⑼ 如何用python实现串口通信
Python非常适合写一些测试的脚本，如快速的串口通信测试等。如果使用VC++ QT开发，可能用时较多，使用python，如果掌握使用方法，可以直接读写测试，配合设备或是串口助手，很快验证与实现。
Python有没有现成的串口API直接调用呢？经过实践验证，需要安装一个叫 Pyserial的组件即可。这个可以在github上下载。
在windows 7 64bit 上可以使用吗？当然可以使用，我安装的python3.5为64位的。把下载后的文件，其中有一个serial的文件夹，拷贝到python35安装路径， C:\Python35\Lib\site-packages\serial
网上可以搜一下windows的安装包，安装完也是：C:\Python35\Lib\site-packages\serial ，可以用最新的版本，替换即可。
测试的方法：在python IDE里测试：
>>> import serial
这里如果报错，是python版本与pyserial版本没有配合好。如果正常，不返回，即可以导入serial模块。
>>> ser=serial.Serial("COM5",115200)
这里为COM5,115200的波特率。如果打不开，请检查安装环境。
>>> ser.write('hello,serial test'.encode())
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发送测试（如果返回字节数，说明返回成功），这里需要转换一个编码为字节。
以上测试，可以使用现在的设备或是串口助手，如安装Virtual Serial Port Driver 7.2 虚拟串口软件，设置一对串口，进行自发自收的测试。
>>> print(ser.readline())
b'abcdefg\r\n'
这里是串口接收，有接收的超时。设备或是串口助手发送一个字符串，以回车换行结束，这里就可以收到打印出来。
也可以用ser.read()，这里只接收一个字符来实现。
上面已经实现了基本的串口操作。
关闭串口为：
>>> ser.close()
如果使用python,一般写个py文件，就像windows bat 批处理一样，这是python强大的地方。如果写一个py脚本呢？其实只要把上面的命令，一条条写下来，就是一个脚本，测试如下：
import serialser=serial.Serial("COM5",115200,timeout=0.5)for i in range(0,100-1):ser.write('hello\r\n'.encode())print(ser.readline());ser.close()
⑽ linux C语言调用Python脚本
比如什么变量呢？
可以用命令行参数啊
system("python xxx.py arg1 arg2 ...")
如果让python接收参数自己查一下