Python学习(三)

接着我的上篇文章，Python学习(二).

扩展Python

Python可以实现一切，但是有时候显然会感觉到比较缓慢（相对于C、C++甚至Java等语言），在某些科学模拟程序、图形渲染方面。使用python也许就不是一个好的选择，使用python的目的就是易用、高效的开发速度，但是相应的运行速度会降低。

当我们需要额外的速度的情况时候，最好的解决方案肯定不是整个开发过程都使用C语言或其他相对低级的语言，而是推荐以下的方法，使用这些方法能够满足很多工业强度上的速度要求:

• 在Python中开发一个原型程序（prototype）

• 分析程序并且找到平静

• 用C语言或其他作为扩展重写出现瓶颈的代码

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一些简单的途径

如果曾经使用过Jython和IronPython，你就会发现用这两种方式来扩展Pyhton是相当方便的。Jython对应Java，IronPython对应C#和其他.Net语言，可以直接访问对应的底层类和标准库。

目前的主流情况下，除了C语言，扩展比较多的就是Java语言，这里我就简单的尝试一下。

public class JythonTest{
	public void greting(){
		System.out.println('Hello,Jython');
	}
}

将文件JythonTest.java编译成.class二进制代码，放置到当前工作目录下或者放到配置的Java CLASSPATH中的某处，启动Jython

$ CLASSPATH=JythonTest.class jython

直接导入类

>>>import JythonTest
>>>test=JythonTest()
>>>test.greeting()
Hello,Jython

编写C语言扩展
扩展Python通常就是指扩展CPython，它使用C语言实现的额标准Python版本.SWIG是简单包装和接口生成器的缩写。它是一个能用几种语言的工具，一方面，可以通过它使用C语言或者C++编写扩展代码，另一方面，他会自动包装那些代码，以便能在一些高级语言中使用（Perl、Ruby、Java、Python）。如果决定将系统的一部分使用C语言扩展编写，而不是直接在Python中实现的话，使用C语言扩展库也能在其他语言中使用。

1. C语言源文件palindrome.c

   //palindrome.c
   #include <string.h>
   
   int is_palindrome(char *text){
   	int i,n=strlen(text);
   	for(i=0;i<=n/2;i++){
   		if(text[i]!=text[n-i-1])
   			return 0;
   	}
   	return 1;
   }

2. 相应的C语言头文件palindrome.h

   /* File: palindrome.h */
   
   int is_palindrome(char *text);

3. 使用swig模块写一个描述文件palindrome.i

   /* File: palindrome.i */
   %module palindrome
   
   %{
   #define SWIG_FILE_WITH_INIT
   #include "palindrome.h"
   %}
   
   int is_palindrome(char *text);

4. 为了建python模块，利用-python参数执行swig

   swig -python palindrome.i

执行完命令后生成两个不同的文件：palindrome_wrap.c和palindrome.py。

自动生成文件名的原则：生成的c文件名与写的c文件名有关（例如写的c文件名为example.c则生成example_wrap.c）；生成的python文件即.i文件中%module后面的名字。

5. 利用distutils生成动态库
   python自带一个distutils工具，可以用它来创建python的扩展模块。使用它也很简单，只需要先定义一个配置文件，通常是命名为setup.py

   """
   setup.py
   """
    
   from distutils.core import setup, Extension
    
    
   palindrome_module = Extension('_palindrome',
                              sources=['palindrome_wrap.c', 'palindrome.c'],
                              )
    
   setup (name = 'palindrome',
          version = '0.1',
          author      = "SWIG Docs",
          description = """Simple swig example from docs""",
          ext_modules = [palindrome_module],
          py_modules = ["palindrome"],
          )

pic：头文件和源文件都是palindrome.*，那么setup.py脚本中Extension的参数必须为“_palindrome”

6. 编译

   python setup.py build

会在本目录下build/lib*/下生成_palindrome.pyd模块，可以直接使用，例如

>>>import palindrome
>>>print palindrome.is_palindrome("sssttsss")
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可以把动态模块直接生成当前目录下

python setup.py build_ext --inplace