Python 调用 C 函数：深入指南26

在软件开发中，有时需要调用 C 函数来利用 C 语言的低级特性和优化优势。Python 是一种高级语言，它提供了一种方便的方法来与 C 代码进行交互。本文将深入探讨在 Python 中调用 C 函数的不同方法，包括使用 ctypes、Cython 和 CFFI 库。

使用 ctypes 库

ctypes 是 Python 的标准库，它允许 Python 代码与 C 代码进行交互。它通过定义 C 数据类型及其对应 Python 等价项的接口来实现这一点。使用 ctypes 调用 C 函数的步骤如下：
导入 ctypes 库。
加载包含 C 函数的动态链接库 (DLL)。
使用 ctypes 函数指针定义函数类型。
调用 C 函数。

```python
import ctypes
# 加载 C 函数库
my_dll = ("")
# 定义函数类型
my_func = my_dll.my_c_function
= (ctypes.c_int, ctypes.c_int)
= ctypes.c_int
# 调用 C 函数
result = my_func(10, 20)
print(result)
```

使用 Cython 库

Cython 是一个编译器，它允许将 Python 代码编译为 C 扩展模块。与 ctypes 不同，Cython 更直接、更高效，因为它直接将 Python 代码转换为 C 代码。使用 Cython 调用 C 函数的步骤如下：
创建包含 Python 和 C 代码的 .pyx 文件。
使用 Cython 编译 .pyx 文件。
导入编译后的 .so 文件。
调用 C 函数。

```python
#
def my_python_function():
print("Hello from Python!")
def my_c_function():
cdef int a = 10
cdef int b = 20
return a + b
# 编译 .pyx 文件
cython -a
# 导入编译后的 .so 文件
import my_cython_module
# 调用 C 函数
result = my_cython_module.my_c_function()
print(result)
```

使用 CFFI 库

CFFI（C 外部函数界面）是一个扩展库，它提供了一种更灵活、更高级的方法来与 C 代码进行交互。CFFI 基于 ctypes，但它提供了更高级别的抽象，使得编写和维护 Python-C 接口更加容易。使用 CFFI 调用 C 函数的步骤如下：
导入 CFFI 库。
创建 FFI 对象。
加载包含 C 函数的动态链接库 (DLL)。
定义 C 数据类型和函数类型。
调用 C 函数。

```python
import cffi
# 创建 FFI 对象
ffi = ()
# 加载 C 函数库
("int my_c_function(int a, int b);")
ffi.set_source("_my_c_library", None)
()
# 调用 C 函数
my_c_function = ("").my_c_function
result = my_c_function(10, 20)
print(result)
```