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python與C互相調(diào)用的方法詳解

更新時(shí)間：2017年07月14日 10:18:38 作者：人在廣州_2017

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于python與C互相調(diào)用方法的相關(guān)資料，文中通過示例代碼詳細(xì)介紹了動(dòng)用的方法，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面跟著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧。

前言

最近因?yàn)楣ぷ鞯男枰?，在考慮基于udp做一個(gè)用于網(wǎng)游戰(zhàn)斗中的數(shù)據(jù)同步協(xié)議，為了前期測(cè)試數(shù)據(jù)，決定先做一個(gè)外部的代理tunnel，原理是在server端和client端分別建立網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)proxy，即原來的C/S連接改為兩個(gè)proxy之間數(shù)據(jù)快速傳輸。因?yàn)閡dp庫是用C++寫的代碼，在測(cè)試數(shù)據(jù)的時(shí)候需要不斷地修改參數(shù)，重新編譯，修改輸出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)制表等，不勝其煩，最終決定導(dǎo)出接口由python腳本來進(jìn)行邏輯調(diào)用。下面話不多說，來一起看看詳細(xì)的介紹：

C/C++導(dǎo)出到python有多種方法，根據(jù)不同的需求，可以使用下面不同的方式：

1、ctypes綁定。ctypes就包含在萬能的python標(biāo)準(zhǔn)庫模塊里面，它可以運(yùn)行時(shí)載入動(dòng)態(tài)鏈接庫（dll，so），在CPython 2.x/3.x和PyPy上都支持。這種方式好處就是不用針對(duì)性地用python api寫導(dǎo)出函數(shù)，可以直接加載動(dòng)態(tài)鏈接庫的符號(hào)表，在python中就可以直接調(diào)用了。

2、第三方的python binding。例子有boost-python，實(shí)現(xiàn)方式是工具自動(dòng)化用Python/C api生成一系列C++ wrapper函數(shù)。特別適用于大型的庫或引擎導(dǎo)出到python。

3、手動(dòng)寫python binding函數(shù)。如果對(duì)Python C api熟悉的話，這種方式應(yīng)該是最靈活的，讀一遍API文檔就可以使用。理論上效率應(yīng)該是最好的，但對(duì)于我這種python初學(xué)者，可能需要花上不少時(shí)間。

以之前折騰C函數(shù)導(dǎo)出到Lua腳本的經(jīng)歷，本以為要先研究一番python c api，再搞上半天才能搞定。后面發(fā)現(xiàn)python標(biāo)準(zhǔn)庫模塊的ctypes已經(jīng)非常強(qiáng)大，雖然性能應(yīng)該是三種方式里面最差的，但在這個(gè)最高60fps的tunnel里面，C/Python接口邊界調(diào)用的損耗先忽略。跟其他兩種方式設(shè)計(jì)不一樣的是，ctypes采用的是非入侵式調(diào)用接口的方式，不需要修改原來的C接口或者寫一些綁定代碼，直接對(duì)編譯出來的動(dòng)態(tài)庫進(jìn)行調(diào)用。ctypes使用過程也是非常愉悅的。

下面介紹下ctypes的使用：

1、加載DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫

這里需要注意區(qū)分動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)是使用cdecl還是stdcall的調(diào)用約定，分別使用cdll或windll加載動(dòng)態(tài)庫。

例如：

# 加載udp庫函數(shù) 
udp_server = cdll.LoadLibrary("./udp_server.so") 
init_udp_server = udp_server.init_udp_server 
destroy_udp_server = udp_server.destroy_udp_server 
update_udp_server = udp_server.update_udp_server 
SendMsg = udp_server.SendMsg 

SetConnectCallback = udp_server.SetConnectCallback 
SetDisconnectCallback = udp_server.SetDisconnectCallback 
SetTimeoutCallback = udp_server.SetTimeoutCallback 
SetRecvCallback = udp_server.SetRecvCallback

2、數(shù)據(jù)類型映射

除了ctypes定義的基本數(shù)據(jù)類型（c_char, c_int, c_double等），還能使用pointer函數(shù)轉(zhuǎn)換成指針類型。對(duì)于要導(dǎo)出的網(wǎng)絡(luò)庫，設(shè)置回調(diào)函數(shù)是必不可少的，在C++庫里面，回調(diào)函數(shù)是通過設(shè)置一個(gè)函數(shù)指針完成的，ctypes同樣支持函數(shù)指針的聲明。如：recv_cb = CFUNCTYPE( None, c_char_p, c_int ) ，表示一個(gè)返回值為void，參數(shù)為char*和int類型的回調(diào)函數(shù)。

def __init__(self, port, ip="127.0.0.1"): 
  self._port = port 
  self._ip = ip 

  self._clients = {} 

  self.c_connect_cb = connect_cb(self.server_connect) 
  self.c_disconnect_cb = disconnect_cb(self.server_disconnect) 
  self.c_timeout_cb = timeout_cb(self.server_timeout) 
  self.c_recv_cb = recv_cb(self.server_recv) 

def create(self): 
  if self._port: 
   if init_udp_server(self._ip, self._port) == 0: 
    print "server listen %s:%d" % (self._ip, self._port) 
    SetConnectCallback( self.c_connect_cb ) 
    SetDisconnectCallback( self.c_disconnect_cb ) 
    SetTimeoutCallback( self.c_timeout_cb ) 
    SetRecvCallback( self.c_recv_cb ) 
    return True 
  print "[error] init_udp_server error", self._ip, self._port 
  return False

綁定回調(diào)參數(shù)需要注意的是，綁定的回調(diào)函數(shù)需要保存為成員變量（上面的寫法），目的是避免python垃圾回收導(dǎo)致回調(diào)函數(shù)變成野指針。這算是一個(gè)小小的坑吧?；旧弦粋€(gè)小小的庫也就用到這些功能。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

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