如何用C語言寫Python的擴展？

用Python開發確實為我們減少了很多的約束和開發成本，從而讓我們能夠更加的專注於邏輯而非語法。但是，開發效率雖然提高了，但卻帶來了運行性能的問題。那如何用C語言寫Python的擴展？

萬幸的是，雖然上帝關掉了我們一扇門，但是卻為我們打開了另一扇窗，因為底層是用 C語言 寫的，所以我們可以將一些性能損耗比較大的功能，或者模塊，通過 C語言 重寫，然後 import xxxx 來無縫結合。

哪怕工作中有比較少的機會自己寫C擴展， 了解這塊的知識，這也有利於我們更加深入的了解 Python 的運行本質。

網上的例子都是通過 ctypes 或者 setup.py 的方式實現引用和編譯安裝，今天在這邊想試下最原始的方法~

1. 實現接口函數

接口函數是什麼意思？可以簡單理解成就是 Python 和 C 的對接函數，舉個例子：

從上述的例子中可以看到這個函數和傳統意義上的 C 用法有點不同了，特別是在函數形參那邊的PyObject self, PyObject args

第一個參數是 PyObject *self，這個參數是Python內部使用的，可以不用管；

第二個參數是 PyObject *args，這個參數非常重要，因為這個攬括了所有傳給函數的參數。它是一個參數列表，把所有的參數都整合到。

一個 string， 因此，如果我們需要解析這些參數需要用特定的方法！我們需要用到 PyArg_ParseTuple 來解開這個扣人心弦的入口！

PyArg_ParseTuple 函數說明：

args就是需要轉換的參數；

ii 就是參數類型的格式符號，這裏代表 int init；

後麵的 &arg1, &arg2 就是通過參數解析提取的值，存放的地方，這有點類似 C 的 scanf；

很明顯的，這三個參數，在數量上存在這一定的聯係，也就是，傳進去兩個 int參數，那麼就肯定是對應了兩個 ii，然後就會對應存在 兩個實際的"容器"內，這裏要注意，一不小心就會 Segmentation fault

對應有解析參數的，肯定也有 C模塊 值轉換成 Python對象 的，那就是 Py_BuildValue。

Py_BuildValue 函數說明：

第一個參數 和 PyArg_ParseTuple 的第二個參數一樣，都是格式化符號；

第二個參數是需要轉換的參數，函數 Py_BuildValue 會把所有的返回指都組裝成 tuple 給 Python

2. 定義方法列表

PyMethodDef 是一個 C結構體，用來完成一個映射，也就是便於方法查找，我們把需要被外麵調用的方法都記錄在這表內。

PyMethodDef 結構體成員說明：

第一個字段：在 Python 裏麵使用的方法名；

第二個字段：C 模塊內的函數名；

第三個字段：方法參數類型，是無參數(METH_NOARGS) , 還是有位置參數(METH_VARARGS), 還是其他等等；

第四個字段：方法描述，就是通過 help() 或者 doc 可以看到的；

需要注意的是，這個列表的最後必須以 {NULL, NULL, 0, NULL} 的形式來代表聲明結束，也有一些大佬用 {NULL, NULL}，不過個人覺得寫完整也不會累到哪去， 相反會比較直觀。

正因為存在這樣的一份記錄表，Python 才能夠尋找到相應的函數

同樣的，如果我們想要找一個模塊的 Python 函數 對應什麼的 C模塊方法，也能通過這地方比較粗暴得知，例如 Python 的 list

3. 實現初始化函數 (關鍵)

需要特別注意的是，這個函數名不能像上麵那樣，這是有規定的，必須是 init + 模塊名字，比方說，我的最後編譯出來的文件是 test.so， 那我的函數名就是 inittest， 這樣在 Python 導入 test 模塊時，才能找到這個函數並調用。

這裏調用了 Py_InitModule 函數來將模塊名字和映射表結合在一起。表示 test 這個模塊使用 testMethods 這個映射表。

編譯導出

完整例子

test.c

test.py