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Python调用C++代码

今天在研究PyTorch中Tensor的一些操作的时候，发现其底层Tensor的操作都是用C++写的，并使用pybind11进行C++和Python的桥接。所以，我就想着探索一下Python中如何调用C++代码？

可行方案

其实，方案还是挺多的：

• Python内置的ctypes接口（可以将C/C++代码编译为动态库，在Python中进行调用）
• CFFI（提供了一种在Python代码中混合C代码的途径）
• Cython (C后端版本的Python实现，建立了Python类型和C语言之间的映射关系，提供了使用Python代码调用C函数库的能力)
• Boost.Python (提供手动导出C++代码接口的能力供Python调用)
• SWIG（不止支持C/C++到Python的桥接，SWIG支持很多语言跟C/C++的桥接，是广泛使用的一种解决方案）

Hello Word示例

感觉ctypes简单很多，对于小型程序感觉还是挺友好的，所以该篇博客介绍一下使用ctypes调用C/C++的步骤。

编写C或者C++代码

头文件（test.h）

int sum(int, int);

C++代码（test.cpp）

// Windows需要__declspec(dllexport)申明
// extern "C"指示以C语言规范进行编译
#define DLLEXPORT extern "C"
DLLEXPORT int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

或者C代码（test.c）

// 同样的Windows在函数前面需要__declspec(dllexport)申明
int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

C代码编译成动态链接库

我使用的是macOS，选择使用gcc进行编译gcc -Wall -Wextra -O -ansi -pedantic -shared test.c -o test.so

在Python中调用

In [1]: from ctypes import cdll

In [2]: mydll = cdll.LoadLibrary('test.so')

In [3]: mydll.sum
Out[3]: <_FuncPtr object at 0x10f4cf688>

In [4]: mydll.sum(5, 2)
Out[4]: 7