從C語(yǔ)言中讀取Python 類(lèi)文件對(duì)象
問(wèn)題
你要寫(xiě)C擴(kuò)展來(lái)讀取來(lái)自任何Python類(lèi)文件對(duì)象中的數(shù)據(jù)(比如普通文件、StringIO對(duì)象等)。
解決方案
要讀取一個(gè)類(lèi)文件對(duì)象的數(shù)據(jù),你需要重復(fù)調(diào)用 read() 方法,然后正確的解碼獲得的數(shù)據(jù)。
下面是一個(gè)C擴(kuò)展函數(shù)例子,僅僅只是讀取一個(gè)類(lèi)文件對(duì)象中的所有數(shù)據(jù)并將其輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出:
#define CHUNK_SIZE 8192 /* Consume a "file-like" object and write bytes to stdout */ static PyObject *py_consume_file(PyObject *self, PyObject *args) { PyObject *obj; PyObject *read_meth; PyObject *result = NULL; PyObject *read_args; if (!PyArg_ParseTuple(args,"O", &obj)) { return NULL; } /* Get the read method of the passed object */ if ((read_meth = PyObject_GetAttrString(obj, "read")) == NULL) { return NULL; } /* Build the argument list to read() */ read_args = Py_BuildValue("(i)", CHUNK_SIZE); while (1) { PyObject *data; PyObject *enc_data; char *buf; Py_ssize_t len; /* Call read() */ if ((data = PyObject_Call(read_meth, read_args, NULL)) == NULL) { goto final; } /* Check for EOF */ if (PySequence_Length(data) == 0) { Py_DECREF(data); break; } /* Encode Unicode as Bytes for C */ if ((enc_data=PyUnicode_AsEncodedString(data,"utf-8","strict"))==NULL) { Py_DECREF(data); goto final; } /* Extract underlying buffer data */ PyBytes_AsStringAndSize(enc_data, &buf, &len); /* Write to stdout (replace with something more useful) */ write(1, buf, len); /* Cleanup */ Py_DECREF(enc_data); Py_DECREF(data); } result = Py_BuildValue(""); final: /* Cleanup */ Py_DECREF(read_meth); Py_DECREF(read_args); return result; }
要測(cè)試這個(gè)代碼,先構(gòu)造一個(gè)類(lèi)文件對(duì)象比如一個(gè)StringIO實(shí)例,然后傳遞進(jìn)來(lái):
>>> import io >>> f = io.StringIO('Hello\nWorld\n') >>> import sample >>> sample.consume_file(f) Hello World >>>
討論
和普通系統(tǒng)文件不同的是,一個(gè)類(lèi)文件對(duì)象并不需要使用低級(jí)文件描述符來(lái)構(gòu)建。 因此,你不能使用普通的C庫(kù)函數(shù)來(lái)訪問(wèn)它。 你需要使用Python的C API來(lái)像普通文件類(lèi)似的那樣操作類(lèi)文件對(duì)象。
在我們的解決方案中,read()
方法從被傳遞的對(duì)象中提取出來(lái)。 一個(gè)參數(shù)列表被構(gòu)建然后不斷的被傳給 PyObject_Call()
來(lái)調(diào)用這個(gè)方法。 要檢查文件末尾(EOF),使用了 PySequence_Length()
來(lái)查看是否返回對(duì)象長(zhǎng)度為0.
對(duì)于所有的I/O操作,你需要關(guān)注底層的編碼格式,還有字節(jié)和Unicode之前的區(qū)別。 本節(jié)演示了如何以文本模式讀取一個(gè)文件并將結(jié)果文本解碼為一個(gè)字節(jié)編碼,這樣在C中就可以使用它了。 如果你想以二進(jìn)制模式讀取文件,只需要修改一點(diǎn)點(diǎn)即可,例如:
... /* Call read() */ if ((data = PyObject_Call(read_meth, read_args, NULL)) == NULL) { goto final; } /* Check for EOF */ if (PySequence_Length(data) == 0) { Py_DECREF(data); break; } if (!PyBytes_Check(data)) { Py_DECREF(data); PyErr_SetString(PyExc_IOError, "File must be in binary mode"); goto final; } /* Extract underlying buffer data */ PyBytes_AsStringAndSize(data, &buf, &len); ...
本節(jié)最難的地方在于如何進(jìn)行正確的內(nèi)存管理。 當(dāng)處理 PyObject *
變量的時(shí)候,需要注意管理引用計(jì)數(shù)以及在不需要的變量的時(shí)候清理它們的值。 對(duì) Py_DECREF()
的調(diào)用就是來(lái)做這個(gè)的。
本節(jié)代碼以一種通用方式編寫(xiě),因此他也能適用于其他的文件操作,比如寫(xiě)文件。 例如,要寫(xiě)數(shù)據(jù),只需要獲取類(lèi)文件對(duì)象的 write()
方法,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為合適的Python對(duì)象 (字節(jié)或Unicode),然后調(diào)用該方法將輸入寫(xiě)入到文件。
最后,盡管類(lèi)文件對(duì)象通常還提供其他方法(比如readline(), read_info()), 我們最好只使用基本的 read()
和 write()
方法。 在寫(xiě)C擴(kuò)展的時(shí)候,能簡(jiǎn)單就盡量簡(jiǎn)單。
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