[学习Cython编程]C中使用Python标准库(urllib,logging)

Python的库非常丰富，如果能在C中使用Python的一些库，无疑是很让人兴奋的，下面我们就将在C中使用Pyhton的urllib模块和logging模块。

在C中调用Python需要包含整个Python的运行时库，链接模型如下：

在C/C++中嵌入Python代码是非常简单的，下面是代码模板：

#include <Python.h>int main(int argc,char** argv){    Py_SetProgramName(argv[0]);    Py_Initialized();    /* Do all your stuff in side here... */    Py_Finalize();    return 0;}

注意“Pyhon.h"头文件需要首先被包含。

我们通过下面几个例子学习如何嵌入Python代码：

一：urllib

Python关于网络方面的库相当丰富，我们将在C中调用urllib.urlopen获取网页内容。

url.pyx文件：

import urllibcdef public char * open(char * url):    content=urllib.urlopen(url).read()    return content

public是Cython的关键字，代表这个函数被导出，所以Cython会自动创建url.c和url.h，url.h就是用来被C/C++代码包含的，Cython做的非常智能。

Python中的字符串对应的就是C中的char*，所以我们参数为char*，同时返回内容也为char*，Cython将自动帮我们完成类型转换。

我们来看看Cython自动产生的url.h头文件，我们将在主文件中包含它。

url.h文件：

#ifndef __PYX_HAVE__url#define __PYX_HAVE__url#ifndef __PYX_HAVE_API__url#ifndef __PYX_EXTERN_C  #ifdef __cplusplus    #define __PYX_EXTERN_C extern "C"  #else    #define __PYX_EXTERN_C extern  #endif#endif__PYX_EXTERN_C DL_IMPORT(char) *open(char *);#endif /* !__PYX_HAVE_API__url */#if PY_MAJOR_VERSION < 3PyMODINIT_FUNC initurl(void);#elsePyMODINIT_FUNC PyInit_url(void);#endif#endif /* !__PYX_HAVE__url */

这里面主要有两个函数，一个是我们用public关键字导出的open函数，另外一个在Python2平台上是initurl函数，这将初始化我们的模块。注意：”initurl"中的“url"就是我们的文件名，在Python中也就是模块。

下面我们将在C中调用open函数，代码为：

main.c文件：

#include <Python.h>#include "url.h"int main (int argc, char ** argv){  /* Boiler plate init Python */  Py_SetProgramName (argv [0]);  Py_Initialize ();  /* Init our url module into Python memory */  initurl();  if (argc >= 2)    {      /* call directly into our cython module */       printf("%s",open(argv[1]));    }  else    printf ("require url...\n");  /* cleanup python before exit ... */  Py_Finalize ();  return 0;}

我们只是简单的在C中打印出open的获取结果，注意先调用初始模块函数，然后在调用模块中可用方法。

Makefile文件如下：

all:cython url.pyxgcc -g -O2 -fpic -c url.c -o url.o `python-config --includes`gcc -g -O2 -fpic -c main.c -o main.o `python-config --includes`gcc -g -O2 -o example main.o url.o `python-config --libs`clean:rm -f example url.c *.o

我们看看运行结果：

很强大吧，有了Cython咱再也不怕C的标准库功能单一了。

认真看代码的童鞋对url.pyx可能会有疑惑，为什么不直接return呢，加个零时变量做啥，这是有原因的：

import urllibcdef public char * open(char * url):    return urllib.urlopen(url).read()

如果url.pyx代码如上，编译产生错误：obtaining char* from temporary Python value

由于我们之间return将导致read()产生零时变量，当超出该函数作用域零时变量将被释放，导致我们返回的char*指针成为悬挂指针。

而当我们专门赋值为一变量时，将导致引用计数加一，变量生存周期也就在我们控制之下了。

二：logging

下面演示如何在C中使用Python的logging模块。

logger.pyx文件如下：

import loggingcdef public void initLogging (char * logfile):    logging.basicConfig (filename = logfile,                         level = logging.DEBUG,                         format = '%(levelname)s %(asctime)s: %(message)s',                         datefmt = '%m/%d/%Y %I:%M:%S')cdef public void pyinfo (char * message):    logging.info (message)cdef public void pydebug (char * message):    logging.debug (message)cdef public void pyerror (char * message):    logging.error (message)

main.h头文件如下：

#ifndef __MAIN_H__#define __MAIN_H__#include <Python.h>#include <stdio.h>#include <stdarg.h>#define printflike \  __attribute__ ((format (printf, 3, 4)))extern void printflike cinfo (const char *, unsigned, const char *, ...);extern void printflike cdebug (const char *, unsigned, const char *, ...);extern void printflike cerror (const char *, unsigned, const char *, ...);#define info(...)                               \  cinfo (__FILE__, __LINE__, __VA_ARGS__)#define error(...)                              \  cerror (__FILE__, __LINE__, __VA_ARGS__)#define debug(...)                              \  cdebug (__FILE__, __LINE__, __VA_ARGS__)#include "logger.h"#endif //__MAIN_H__

main.h头文件主要对man.c中函数的封装，自动传递文件名和行号。里面使用了变长参数，并且使用了GCC的__attrribute__特性。

#define printflike __attribute__ ((format (printf, 3, 4)))说明后面格式化字符串使用printf函数格式，并且变长参数从第三个参数开始，这更多的是让GCC可在编译阶段发现错误。

mian.c文件如下：

#include "main.h"void cinfo (const char * file, unsigned line,            const char * fmt, ...){  char buffer [256];  va_list args;  va_start (args, fmt);  vsprintf (buffer, fmt, args);  va_end (args);  char buf [512];  snprintf (buf, sizeof (buf), "%s-%i -> %s",            file, line, buffer);  pyinfo (buf);}void cdebug (const char * file, unsigned line,             const char * fmt, ...){  char buffer [256];  va_list args;  va_start (args, fmt);  vsprintf (buffer, fmt, args);  va_end (args);  char buf [512];  snprintf (buf, sizeof (buf), "%s-%i -> %s",            file, line, buffer);  pydebug (buf);}void cerror (const char * file, unsigned line,             const char * fmt, ...){  char buffer [256];  va_list args;  va_start (args, fmt);  vsprintf (buffer, fmt, args);  va_end (args);  char buf [512];  snprintf (buf, sizeof (buf), "%s-%i -> %s",            file, line, buffer);  pyerror (buf);}int main (int argc, char ** argv){  /* Boiler plate init Python */  Py_SetProgramName (argv [0]);  Py_Initialize ();  /* Init our config module into Python memory */  initlogger ();  if (argc >= 2)    {      /* call directly into our cython module parseConfig */      initLogging (argv [1]);      info ("info message");      debug ("debug message");      error ("error message");    }  else    printf ("require path to output logfile...\n");  /* cleanup python before exit ... */  Py_Finalize ();  return 0;}

我们来看看运行结果：