扩展/嵌入常见问题¶
我可以用 C 语言创建自己的函数吗？¶
是的，您可以在 C 语言中创建包含函数、变量、异常甚至新类型的内置模块。这在文档扩展和嵌入 Python 解释器中有解释。
大多数中级或高级 Python 书籍也会涵盖此主题。
我可以用 C++ 语言创建自己的函数吗？¶
是的，使用 C++ 中的 C 兼容性特性。将 extern "C" { ... } 放在 Python 包含文件周围，并在每个将由 Python 解释器调用的函数之前放置 extern "C"。具有构造函数的全局或静态 C++ 对象可能不是一个好主意。
编写 C 代码很难；有什么替代方案吗？¶
根据您要执行的操作，有很多替代方案可以用来编写自己的 C 扩展。
Cython 及其相关 Pyrex 是编译器，它们接受稍微修改的 Python 形式并生成相应的 C 代码。Cython 和 Pyrex 使您可以在无需学习 Python 的 C API 的情况下编写扩展。
如果您需要与当前不存在 Python 扩展的某些 C 或 C++ 库进行接口，您可以尝试使用诸如 SWIG 之类的工具包装该库的数据类型和函数。SIP、CXX Boost 或 Weave 也是包装 C++ 库的替代方案。
我如何从 C 语言执行任意的 Python 语句？¶
执行此操作的最高级别函数是 PyRun_SimpleString()，它接受一个要在 __main__ 模块的上下文中执行的字符串参数，成功时返回 0，发生异常时返回 -1（包括 SyntaxError）。如果您想要更多控制，请使用 PyRun_String()；请参阅 Python/pythonrun.c 中 PyRun_SimpleString() 的源代码。
我如何从 C 语言评估任意的 Python 表达式？¶
从上一个问题调用带有起始符号 Py_eval_input 的函数 PyRun_String()；它会解析表达式，对其求值并返回其值。
我如何从 Python 对象中提取 C 值？¶
这取决于对象的类型。如果它是元组，PyTuple_Size() 返回其长度，PyTuple_GetItem() 返回指定索引处的项。列表具有类似的功能，PyList_Size() 和 PyList_GetItem()。
对于字节，PyBytes_Size() 返回其长度，PyBytes_AsStringAndSize() 提供指向其值及其长度的指针。请注意，Python 字节对象可能包含空字节，因此不应使用 C 的 strlen()。
要测试对象的类型，首先请确保它不是 NULL，然后使用 PyBytes_Check()、PyTuple_Check()、PyList_Check() 等。
还有一个由所谓的“抽象”接口提供的 Python 对象的高级 API – 请阅读 Include/abstract.h 以获取更多详细信息。它允许使用诸如 PySequence_Length()、PySequence_GetItem() 等调用与任何类型的 Python 序列进行接口，以及许多其他有用的协议，例如数字（PyNumber_Index() 等）和 PyMapping API 中的映射。
如何使用 Py_BuildValue() 创建任意长度的元组？¶
你不能。请改用 PyTuple_Pack()。
如何从 C 语言调用对象的方法？¶
可以使用 PyObject_CallMethod() 函数来调用对象的任意方法。参数是对象、要调用的方法的名称、类似于 Py_BuildValue() 的格式字符串以及参数值
PyObject *
PyObject_CallMethod(PyObject *object, const char *method_name,
const char *arg_format, ...);
这适用于任何具有方法的对象 – 无论是内置的还是用户定义的。您有责任最终 Py_DECREF() 返回值。
例如，要使用参数 10、0 调用文件对象的“seek”方法（假设文件对象指针为“f”）
res = PyObject_CallMethod(f, "seek", "(ii)", 10, 0);
if (res == NULL) {
... an exception occurred ...
}
else {
Py_DECREF(res);
}
请注意，由于 PyObject_CallObject() 始终需要一个元组作为参数列表，要调用没有参数的函数，请为格式传递“()”，要调用带有一个参数的函数，请将参数括在括号中，例如“(i)”。
如何捕获 PyErr_Print() （或任何打印到 stdout/stderr 的内容）的输出？¶
在 Python 代码中，定义一个支持 write() 方法的对象。将此对象分配给 sys.stdout 和 sys.stderr。调用 print_error，或只是允许标准回溯机制工作。然后，输出将转到您的 write() 方法发送它的位置。
执行此操作的最简单方法是使用 io.StringIO 类
>>> import io, sys
>>> sys.stdout = io.StringIO()
>>> print('foo')
>>> print('hello world!')
>>> sys.stderr.write(sys.stdout.getvalue())
foo
hello world!
执行相同操作的自定义对象如下所示
>>> import io, sys
>>> class StdoutCatcher(io.TextIOBase):
... def __init__(self):
... self.data = []
... def write(self, stuff):
... self.data.append(stuff)
...
>>> import sys
>>> sys.stdout = StdoutCatcher()
>>> print('foo')
>>> print('hello world!')
>>> sys.stderr.write(''.join(sys.stdout.data))
foo
hello world!
如何从 C 语言访问用 Python 编写的模块？¶
您可以按如下方式获取指向模块对象的指针
module = PyImport_ImportModule("<modulename>");
如果模块尚未导入（即它尚未出现在sys.modules中），则会初始化该模块；否则，它会简单地返回sys.modules["<modulename>"]的值。请注意，它不会将模块放入任何命名空间中——它只确保模块已初始化并存储在sys.modules中。
然后，您可以按如下方式访问模块的属性（即模块中定义的任何名称）
attr = PyObject_GetAttrString(module, "<attrname>");
调用PyObject_SetAttrString()来给模块中的变量赋值也有效。
如何从 Python 接口到 C++ 对象？¶
根据您的需求，有许多方法。要手动执行此操作，请首先阅读“扩展和嵌入”文档。请注意，对于 Python 运行时系统，C 和 C++ 之间没有太大的区别——因此，围绕 C 结构（指针）类型构建新的 Python 类型的策略也适用于 C++ 对象。
对于 C++ 库，请参阅编写 C 很困难；是否有其他替代方案？。
我使用 Setup 文件添加了一个模块，但 make 失败了；为什么？¶
Setup 文件必须以换行符结尾，如果没有换行符，则构建过程将失败。（修复此问题需要一些丑陋的 shell 脚本技巧，并且这个 bug 太小了，似乎不值得付出努力。）
如何调试扩展？¶
当将 GDB 与动态加载的扩展一起使用时，您无法在加载扩展之前在扩展中设置断点。
在您的 .gdbinit 文件中（或以交互方式），添加命令
br _PyImport_LoadDynamicModule
然后，当您运行 GDB 时
$ gdb /local/bin/python
gdb) run myscript.py
gdb) continue # repeat until your extension is loaded
gdb) finish # so that your extension is loaded
gdb) br myfunction.c:50
gdb) continue
我想在我的 Linux 系统上编译一个 Python 模块，但缺少一些文件。为什么？¶
大多数打包版本的 Python 省略了一些编译 Python 扩展所需的文件。
对于 Red Hat，安装 python3-devel RPM 以获取必要的文件。
对于 Debian，运行 apt-get install python3-dev。
我如何区分“不完整的输入”和“无效的输入”？¶
有时您想要模拟 Python 交互式解释器的行为，当输入不完整时（例如，您键入了“if”语句的开头，或者您没有关闭括号或三引号字符串），它会给您一个延续提示，但当输入无效时，它会立即给您一个语法错误消息。
在 Python 中，您可以使用codeop模块，该模块充分地近似了解析器的行为。例如，IDLE 使用它。
在 C 中执行此操作的最简单方法是调用PyRun_InteractiveLoop()（可能在单独的线程中），并让 Python 解释器为您处理输入。您还可以设置PyOS_ReadlineFunctionPointer()以指向您的自定义输入函数。有关更多提示，请参阅Modules/readline.c和Parser/myreadline.c。
我如何找到未定义的 g++ 符号 __builtin_new 或 __pure_virtual？¶
要动态加载 g++ 扩展模块，您必须重新编译 Python，使用 g++ 重新链接它（更改 Python Modules Makefile 中的 LINKCC），并使用 g++ 链接您的扩展模块（例如，g++ -shared -o mymodule.so mymodule.o）。
我是否可以创建一个对象类，其中一些方法在 C 中实现，而另一些方法在 Python 中实现（例如通过继承）？¶
Boost Python Library (BPL, https://boost.ac.cn/libs/python/doc/index.html) 提供了一种从 C++ 执行此操作的方法（即，您可以使用 BPL 从 C++ 编写的扩展类继承）。