Detaillierte Einführung in den gegenseitigen Aufruf zwischen Python und C

Obwohl Python als Skriptsprache sehr effizient in der Entwicklung ist, ist seine Leistung nicht hoch. Um sowohl die Entwicklungseffizienz als auch die Leistung zu berücksichtigen, werden Module mit hohen Leistungsanforderungen normalerweise in C oder C++ implementiert oder ausgeführt Python-Skripte in C oder C++ dienen normalerweise dazu, einige Module in Python zu implementieren, und letzteres wird häufiger in serverseitigen Programmen (zur Implementierung von Geschäftserweiterungen oder Plug-in-Funktionen) und in der Spieleentwicklung (nur Skripte) verwendet Grifflogik). In diesem Artikel wird hauptsächlich vorgestellt, wie durch Ausführen von Python-Skripten in C gegenseitige Aufrufe zwischen Python und C realisiert werden, und es wird ein Beispiel für das Festlegen desselben Speicherbereichs in C- und Python-Skripten verwendet.

Vorwort

Aus Arbeitsgründen denke ich kürzlich darüber nach, ein auf UDP basierendes Datensynchronisationsprotokoll für Online-Spielschlachten für vorläufige Tests zu erstellen Für Daten haben wir uns entschieden, zunächst einen externen Proxy-Tunnel einzurichten. Das Prinzip besteht darin, Netzwerkweiterleitungs-Proxys auf der Server- bzw. Client-Seite einzurichten, d. h. die ursprüngliche C/S-Verbindung wird auf eine schnelle Datenübertragung zwischen den beiden Proxys umgestellt . Da es sich bei der udp-Bibliothek um in C++ geschriebenen Code handelt, ist es sehr lästig, beim Testen von Daten ständig Parameter zu ändern, neu zu kompilieren, statistische Ausgabedaten zu ändern und tabellarisch darzustellen. Schließlich wurde beschlossen, ein Python-Skript zu verwenden, um logische Aufrufe an die Exportschnittstelle durchzuführen. Im Folgenden gibt es nicht viel zu sagen. Werfen wir einen Blick auf die ausführliche Einführung:

Vorbereitungsarbeiten

Um ein Python-Skript in C auszuführen, müssen Sie Python hinzufügen Beim Verknüpfen des Programms wird die Bibliothek der virtuellen Maschine verlinkt. Die virtuelle Maschinenbibliothek von Python ist die Datei python27.lib in den libs im Python-Installationsverzeichnis. Wie Sie die Bibliothek in das Programm verknüpfen, können Sie selbst googeln. Da einige Methoden und Datenstrukturen von Python in C verwendet werden, muss das Verzeichnis include unter dem Python-Installationsverzeichnis zum Projekt-Include-Verzeichnis hinzugefügt werden. Okay, das ist alles, was Sie vorbereiten müssen, und dann können Sie mit der Implementierung eines Beispiels für das Festlegen eines Speicherbereichs beginnen.

Es gibt viele Möglichkeiten, C/C++ nach Python zu exportieren. Je nach Bedarf können Sie die folgenden verschiedenen Methoden verwenden:

1. ctypes-Bindung. ctypes ist im universellen Python-Standardbibliotheksmodul enthalten. Es kann dynamische Linkbibliotheken (DLL, SO) zur Laufzeit laden und wird auf CPython 2.x/3.x und PyPy unterstützt. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass Sie die Exportfunktion nicht speziell mit der Python-API schreiben müssen. Sie können die Symboltabelle der Dynamic Link Library direkt laden und direkt in Python aufrufen.

2. Python-Bindung von Drittanbietern. Beispiele hierfür sind Boost-Python, das durch Tool-Automatisierung mithilfe der Python/C-API implementiert wird, um eine Reihe von C++-Wrapper-Funktionen zu generieren. Besonders geeignet für den Export großer Bibliotheken oder Engines nach Python.

3. Schreiben Sie die Python-Bindungsfunktion manuell. Wenn Sie mit der Python-C-API vertraut sind, sollte diese Methode die flexibelste sein und Sie können sie verwenden, nachdem Sie die API-Dokumentation gelesen haben. Theoretisch sollte die Effizienz am besten sein, aber für einen Python-Anfänger wie mich kann es viel Zeit in Anspruch nehmen.

Aufgrund meiner früheren Erfahrung mit dem Exportieren von C-Funktionen in Lua-Skripte dachte ich, ich müsste zuerst die Python-C-API studieren und dann einen halben Tag daran arbeiten, bevor ich es schaffen könnte. Später stellte ich fest, dass die ctypes des Python-Standardbibliotheksmoduls bereits sehr leistungsfähig sind. Obwohl die Leistung unter den drei Methoden die schlechteste sein sollte, wird in diesem Tunnel der Verlust von C/Python-Schnittstellengrenzaufrufen ignoriert das erste Mal. Im Gegensatz zu den beiden anderen Entwurfsmethoden verwendet ctypes eine nicht-invasive Methode zum Aufrufen der Schnittstelle. Es ist nicht erforderlich, die ursprüngliche C-Schnittstelle zu ändern oder Bindungscode zu schreiben und die kompilierte dynamische Bibliothek direkt aufzurufen. Auch die Verwendung von ctypes ist sehr angenehm.

Im Folgenden wird die Verwendung von ctypes vorgestellt:

1. Laden Sie die dynamische Linkbibliothek der DLL

Hier müssen Sie darauf achten, zu unterscheiden, ob die Dynamic Link Library-Funktion die Aufrufkonvention cdecl oder stdcall verwendet und cdll bzw. windll zum Laden der dynamischen Bibliothek verwendet.

Zum Beispiel:

# 加载udp库函数 
udp_server = cdll.LoadLibrary("./udp_server.so") 
init_udp_server = udp_server.init_udp_server 
destroy_udp_server = udp_server.destroy_udp_server 
update_udp_server = udp_server.update_udp_server 
SendMsg = udp_server.SendMsg 

SetConnectCallback = udp_server.SetConnectCallback 
SetDisconnectCallback = udp_server.SetDisconnectCallback 
SetTimeoutCallback = udp_server.SetTimeoutCallback 
SetRecvCallback = udp_server.SetRecvCallback

2 von ctypes Grundlegende Datentypen (c_char, c_int, c_double usw.) können mithilfe der Zeigerfunktion auch in Zeigertypen umgewandelt werden. Damit die Netzwerkbibliothek exportiert werden kann, muss die Callback-Funktion festgelegt werden. In der C++-Bibliothek wird die Callback-Funktion durch das Setzen eines -Funktionszeigers vervollständigt . Stellungnahme. Beispiel: , was eine Rückruffunktion mit einem Rückgabewert von void und Parametern vom Typ char* und int angibt.

Beim Binden von Rückrufparametern ist zu beachten, dass die gebundene Rückruffunktion als Mitgliedsvariable gespeichert werden muss (die oben beschriebene Schreibmethode), um dies zu vermeiden Python-Garbage-Collection. Die Callback-Funktion wird zu einem Wild-Zeiger. Dies wird als kleine Grube betrachtet. Eine kleine Bibliothek nutzt im Grunde nur diese Funktionen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonDetaillierte Einführung in den gegenseitigen Aufruf zwischen Python und C. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!