最近在学习如何将c++的代码嵌入到python中，网上的方法很多，这里先介绍了解到两种方式：ctypes和Cython。

ctypes是python里的包，Cython是python的超集，也可以将其理解成新的语言，与纯python的区别就是可以定义变量的类型，类似c语言，主要是为了提升性能，具体可以参考：

对于ctypes模块，其是Python标准库中提供的一个用于调用C语言动态链接库的模块。

关于动态链接库可以参考：

程序员的自我修养–链接、装载与库笔记：动态链接：

彻底搞懂动态库、静态库、运行时库、引入库之间的区别:

使用ctypes模块的步骤如下：

1 导入ctypes模块

import ctypes
  • 1.

2 定义C语言函数的返回类型和参数类型

# 定义返回值类型为int，参数类型为int和int的函数
func = ctypes.CDLL('mylib.dll').my_c_function
func.restype = ctypes.c_int
func.argtypes = [ctypes.c_int, ctypes.c_int]
  • 1.
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  • 3.
  • 4.

3 调用C语言函数

# 调用C语言函数，并传入参数
result = func(10, 20)
  • 1.
  • 2.

上面的案例比较简单，少了编译成.dll/.so文件的步骤，可以参考：

DLL的生成与加载(c++、java、python):

python与c混合编程：

对于cython，其是一个将Python代码转换为C语言代码的工具。它允许我们在Python代码中使用C语言的特性，并将其编译成高效的机器码。使用Cython的步骤如下：

1 安装Cython模块

pip install cython
  • 1.

2 创建一个.pyx文件，并将需要使用C语言的代码放入其中

# mymodule.pyx
cdef int my_c_function(int a, int b):
    return a + b
  • 1.
  • 2.
  • 3.

3 编写一个setup.py文件，用于将.pyx文件编译成C语言的扩展模块

from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
from Cython.Build import cythonize

ext = Extension("mymodule", sources=["mymodule.pyx"])

setup(
    name="mymodule",
    ext_modules=cythonize(ext)
)
  • 1.
  • 2.
  • 3.
  • 4.
  • 5.
  • 6.
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10.

编译并安装扩展模块

python setup.py build_ext –inplace
  • 1.

在Python代码中导入扩展模块，并调用C语言函数

import mymodule

result = mymodule.my_c_function(10, 20)
  • 1.
  • 2.
  • 3.

对于Cython也是将文件编译成.so后再进行调用，不过比ctypes多了一种方式，就是用pyximport来直接调用，具体可以参考：

源文件和编译:
编译Cython代码的方式

关于C++，可以参考：

在 Cython 中使用 C :
Cython与C/C的交互

浅谈Python程序与C++程序的联合使用：

总的来说：ctypes模块允许Python代码直接调用C语言函数，适用于只需要调用少量C语言函数的情况；Cython模块可以将Python代码转换成C语言代码，并编译成高效的机器码，适用于需要将大量Python代码转换为C语言的情况。

参考：