Appeler C/C++ depuis Python ?

Question

Quel serait le moyen le plus rapide de construire une liaison Python vers une bibliothèque C ou C++ ?

(J'utilise Windows si cela a de l'importance).

Answer 1

ctypes fait partie de la bibliothèque standard, et est donc plus stable et plus largement disponible que le module gorgée qui a toujours eu tendance à me donner problèmes .

Avec ctypes, vous devez satisfaire toute dépendance de python au moment de la compilation, et votre liaison fonctionnera sur tout python possédant ctypes, et pas seulement sur celui contre lequel elle a été compilée.

Supposons que vous ayez une classe d'exemple C++ simple à laquelle vous voulez parler dans un fichier appelé foo.cpp :

#include <iostream>

class Foo{
    public:
        void bar(){
            std::cout << "Hello" << std::endl;
        }
};

Puisque les ctypes ne peuvent parler qu'aux fonctions C, vous devez les fournir en les déclarant comme extern "C".

extern "C" {
    Foo* Foo_new(){ return new Foo(); }
    void Foo_bar(Foo* foo){ foo->bar(); }
}

Ensuite, il faut compiler le tout dans une bibliothèque partagée

g++ -c -fPIC foo.cpp -o foo.o
g++ -shared -Wl,-soname,libfoo.so -o libfoo.so  foo.o

Et enfin, vous devez écrire votre wrapper python (par exemple dans fooWrapper.py)

from ctypes import cdll
lib = cdll.LoadLibrary('./libfoo.so')

class Foo(object):
    def __init__(self):
        self.obj = lib.Foo_new()

    def bar(self):
        lib.Foo_bar(self.obj)

Une fois que vous l'avez, vous pouvez l'appeler comme

f = Foo()
f.bar() #and you will see "Hello" on the screen

Answer 2

Vous devriez jeter un coup d'œil à Boost.Python . Voici la courte introduction tirée de leur site web :

La bibliothèque Python de Boost est un cadre permettant d'interfacer Python et C++. Elle vous permet d'exposer rapidement et de manière transparente des classes C++. fonctions et objets C++ à Python, et vice-versa, sans utiliser d'outils spéciaux. outils spéciaux, mais simplement votre compilateur C++. Il est conçu pour envelopper les interfaces C de manière non intrusive, de sorte que vous n'ayez pas à modifier le code C++ pour l'envelopper. C++ pour l'envelopper, ce qui rend Boost.Python idéal pour exposer des bibliothèques bibliothèques tierces à Python. L'utilisation par la bibliothèque de techniques avancées de simplifie sa syntaxe pour les utilisateurs. l'utilisateur, de sorte que le code d'habillage ressemble à une sorte de langage de définition déclaratif (IDL).

Answer 3

La façon la plus rapide de le faire est d'utiliser SWIG .

Exemple de SWIG tutoriel :

/* File : example.c */
int fact(int n) {
    if (n <= 1) return 1;
    else return n*fact(n-1);
}

Fichier d'interface :

/* example.i */
%module example
%{
/* Put header files here or function declarations like below */
extern int fact(int n);
%}

extern int fact(int n);

Construction d'un module Python sous Unix :

swig -python example.i
gcc -fPIC -c example.c example_wrap.c -I/usr/local/include/python2.7
gcc -shared example.o example_wrap.o -o _example.so

Utilisation :

>>> import example
>>> example.fact(5)
120

Notez que vous devez disposer de python-dev. De plus, sur certains systèmes, les fichiers d'en-tête de python se trouveront dans /usr/include/python2.7, selon la manière dont vous l'avez installé.

Du tutoriel :

SWIG est un compilateur C++ assez complet qui prend en charge presque toutes les fonctionnalités du langage. Cela inclut le prétraitement, les pointeurs, les classes, l'héritage et même les modèles C++. SWIG peut également être utilisé pour empaqueter des structures et des classes dans des classes proxy dans la langue cible - exposant la fonctionnalité sous-jacente d'une manière très naturelle.

Answer 4

J'ai commencé mon voyage dans la liaison Python <-> C++ à partir de cette page, avec pour objectif de lier des types de données de haut niveau (vecteurs STL multidimensionnels avec des listes Python) :-)

Ayant essayé les solutions basées sur les deux ctypes y boost.python (et n'étant pas ingénieur en logiciel), je les ai trouvés complexes lorsque la liaison de types de données de haut niveau est requise, tandis que j'ai trouvé SWIG beaucoup plus simple pour de tels cas.

Cet exemple utilise donc SWIG, et il a été testé sous Linux (mais SWIG est disponible et largement utilisé sous Windows également).

L'objectif est de rendre une fonction C++ disponible pour Python qui prend une matrice sous forme de vecteur STL 2D et renvoie une moyenne de chaque ligne (sous forme de vecteur STL 1D).

Le code en C++ ("code.cpp") est le suivant :

#include <vector>
#include "code.h"

using namespace std;

vector<double> average (vector< vector<double> > i_matrix) {

  // Compute average of each row..
  vector <double> averages;
  for (int r = 0; r < i_matrix.size(); r++){
    double rsum = 0.0;
    double ncols= i_matrix[r].size();
    for (int c = 0; c< i_matrix[r].size(); c++){
      rsum += i_matrix[r][c];
    }
    averages.push_back(rsum/ncols);
  }
  return averages;
}

L'en-tête équivalent ("code.h") est :

#ifndef _code
#define _code

#include <vector>

std::vector<double> average (std::vector< std::vector<double> > i_matrix);

#endif

Nous compilons d'abord le code C++ pour créer un fichier objet :

g++ -c -fPIC code.cpp

Nous définissons ensuite un Fichier de définition d'interface SWIG ("code.i") pour nos fonctions C++.

%module code
%{
#include "code.h"
%}
%include "std_vector.i"
namespace std {

  /* On a side note, the names VecDouble and VecVecdouble can be changed, but the order of first the inner vector matters! */
  %template(VecDouble) vector<double>;
  %template(VecVecdouble) vector< vector<double> >;
}

%include "code.h"

En utilisant SWIG, nous générons un code source d'interface C++ à partir du fichier de définition d'interface SWIG .

swig -c++ -python code.i

Enfin, nous compilons le fichier source de l'interface C++ générée et lions le tout pour générer une bibliothèque partagée directement importable par Python (le "_" importe) :

g++ -c -fPIC code_wrap.cxx  -I/usr/include/python2.7 -I/usr/lib/python2.7
g++ -shared -Wl,-soname,_code.so -o _code.so code.o code_wrap.o

Nous pouvons maintenant utiliser la fonction dans les scripts de Python :

#!/usr/bin/env python

import code
a= [[3,5,7],[8,10,12]]
print a
b = code.average(a)
print "Assignment done"
print a
print b

Answer 5

Vérifiez pyrex o cython . Ce sont des langages de type python pour l'interface entre C/C++ et python.