在python中使用c语言编写的库

本文使用的 cffi 官网网址：https://cffi.readthedocs.io/en/latest/overview.html

cffi 自己本身使用了pycparser 这个库，是用python编写的c语言parser库，官网地址： https://github.com/eliben/pycparser

python被称为是“胶水语言”，号称能够“方便地”调用其他语言，比如c。但是实际操作中，对于非码农出身的人来说写语言接口还是很痛苦的事情。（我就从来没有试图去写过ctype或者swig之类的高级货，一眼看去完全被吓到。）最近发现了一个python模块，“C Foreign Function Interface for Python”（cffi），它把很多低层次的接口都隐藏起来，用户从而不需要写那些让人抓狂的接口文件也能非常方便的调用C语言了。（另外一种方便调用C语言的办法是使用Cython]，我有时间会在另一篇文章介绍。）

假设我有一个写好的C语言函数，定义在GSL（GNU Scientific Library）里面的Bessel函数。

// foo.c
#include <gsl/gsl_sf_bessel.h>
 
double foo(double a, double b){
    return gsl_sf_bessel_J0(a + b);
}

接下来，我们想在python中用cffi模块调用这个用C语言定义的函数foo的“签名”，即输入和输出的数据类型。

# demo_1.py
from cffi import FFI
ffi = FFI()
ffi.cdef("double foo(double, double);")

下一步，我们要把函数foo.c这个源文件直接传递python 2. 把

# demo_1.py (cont.)
import os
file_dir = os.path.abspath('.')
lib = ffi.verify("#include <foo.c>", include_dirs=[file_dir], libraries=['gsl', 'gslcblas'])

foo的定义的。它的用法是，用一个string直接告诉python，我要载入foo定义的C语言源文件。参数foo.c所在的位置。因为我把foo.c放在了同一个文件家里，所以我可以用foo.c的文件夹地址。最后，参数foo调用了GSL库里面的Bessel函数。 这样就搞定了，我们可以在python中直接调用C语言定义的函数

# demo_1.py (cont.)
a, b = 1.2, 3.4
print lib.foo(a, b)

之前说到第二种传递函数foo和其他用到的库文件比如GSL“打包”成一个新的库文件，比如叫libfoo.so而无需再指定其他库文件了。具体方法如下:

注意在这一步中我们把gsl和gslclbas这两个库文件“打包”进了libfoo.so了。

# demo_2.py
from cffi import FFI
ffi = FFI()
ffi.cdef("double foo(double, double);")
 
import os
file_dir = os.path.abspath('.')
lib = ffi.verify("#include <foo.c>", include_dirs=[dir], library_dirs=[dir], libraries=['foo'])
 
a, b = 1.2, 3.4
print lib.foo(a, b)

注意观察library_dirs用来说明库文件libfoo.so经常不在系统默认的gsl等库文件确实一般安装在libraray_dirs这个参数来指明）。 2. 参数[foo]，而不是gsl和libfoo.so里面。

最后，假如函数foo.h来包含

// foo.h
#ifndef foo_h__
#define foo_h__
double foo(double, double);
#endif

然后把该头文件传递过去就可以了，即

, include_dirs=[dir], library_dirs=[dir], libraries=['foo'])

配置CFFI接口，参考https://cffi.readthedocs.org/en/latest/installation.html