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Python的C语言扩展
C-Python，或者CPython，指C实现的Python虚拟机的基础API。最通用的Python就是是基于C实现的，它的底层API称为C-Python
API，所有Python代码的最终变成这些API以及数据结构的调用，才有了Python世界的精彩。
Cython，准确说Cython是单独的一门语言，专门用来写在Python里面import用的扩展库。实际上Cython的语法基本上跟Python一致，而Cython有专门的“编译器”先将
Cython代码转变成C（自动加入了一大堆的C-Python
API），然后使用C编译器编译出最终的Python可调用的模块。
GIL：Global
Interpreter
Lock，是Python虚拟机的多线程机制的核心机制，翻译为：全局解释器锁。其实Python线程是操作系统级别的线程，在不同平台有不同的底层实现（如win下就用win32_thread,
posix下就用pthread等），Python解释器为了使所有对象的操作是线程安全的，使用了一个全局锁（GIL）来同步所有的线程，所以造成“一个时刻只有一个Python线程运行”的伪线程假象。GIL是个颗粒度很大的锁，它的实现跟性能问题多年来也引起过争议，但到今天它还是经受起了考验，即使它让Python在多核平台下CPU得不到最大发挥。
C语言和python语言有很多相似吗
一、语言类型不同C语言是比较古老的语言，并没有太多高级语言的特性，在语言类型上他属于编译型语言，何为编译型语言，编译型语言就是经过了软件的编译后，生成机器码，然后再由计算机操作系统去运行，他的优点就是执行速度很快，因为他是最接近计算机底层的语言，和计算机交互的时候，效率是很高的，他的缺点就是由于依赖底层的操作系统，所以并不能跨平台，无法做到一处代码，处处编译，他一般用于操作系统或者是驱动等底层的开发，是大学计算机的必修课。而Python或者Java这种属于高级语言，Java是属于解释型语言，但是Python好像介于两者之间，界限并不是划分的特别明显，但是他总体来说属于解释型语言，因为他有一个虚拟机，这个虚拟机就导致了Python可以跨平台，无论是哪个操作系统，只要你在有虚拟机的操作系统就可以运行Python代码，所以Python跟适合做软件的开发。二、数据类型的不同img src="" data-caption="" data-size="normal" data-rawwidth="554" data-rawheight="348" data-default-watermark-src="" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="554" data-original=""/我们用一张图概括了C语言的数据类类型、构造类型、指针类型、空类型，C语言在定义变量的时候一定要先声明变量的类型，告诉计算机，我是一个什么类型，然后计算机就会在内存中开辟对应的内存空间，我们以整型为例，计算机会在内存中开辟4个字节的空间，这个空间主要用于初始化，由于在一开始我们就制定了长度，所以我们在运算的时候需要格外小心，需要考虑到内存是否够用等溢出问题。img src="" data-caption="" data-size="normal" data-rawwidth="553" data-rawheight="243" data-default-watermark-src="" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="553" data-original=""/我们再来看看Python的数据类型，可以发现大体上没有太大的区别，，Python封装了一些高级的数据类型，比如元组、字典等，Python对比C语言最大的优势在于定义变量的时候不需要事先声明变量的类型，比如我们定义一个整型变量age=18，首先计算机会是在内存中开辟一块内存来存储18，然后将age指向18，变量age是没有类型之分的，这样做的就比较友好了，我们不需要考虑变量的类型，也就无需考虑在运算过程中是否会溢出的问题。三、便利性的不同Python语言之所能够火出圈，最大的原因还是因为他简单，Python语言简便的语法和丰富的类库让很多零基础的小白感受到了开发的魔力，Python有很多很强大的内置函数，我们只需要在需要用到的时候import，这些丰富的类库在Python中称为模块，像OS模块、time模块、random模块等基础模块，我们可以使用一行甚至几行代码就可以实现C语言几百行的效果。而Python这么多模块之间也有弊端，那就是模块之间的引用问题，会出现各种报错，一般管理模块之间的关系我们可以使用pip来便捷管理。反观C语言，他由于出生的时间比较早，没有强大的类库，导致我们很多的时候很多基础类库需要自己写，我们在学习C语言的时候还记得需要引用很长一串头文件，这些原因都是制约C语言发展的原因。不过C语言的这个特性可以让开发者开发出更适合性能更高的一些内置函数。四、编程思维的不同C语言和Python另一个本质的区别就是编程的思维不同，简单来说就是C语言是面向过程的语言，而Python是面向对象的语言。面向过程强调的是我该怎么去做。即功能的执行过程，即先干啥，后干啥。在面向过程中，我们会写很多的函数，每一个函数负责完成某一个功能，而向过程的设计思想存在以下几个缺陷：系统软件适应性差，可拓展性差，维护性低。img src="" data-caption="" data-size="normal" data-rawwidth="283" data-rawheight="104" data-default-watermark-src="" class="content_image" width="283"/面向对象的一种思维方式是对面向过程的一种改进，作为新式的编程思想，是站在对象的角度思考问题，我们把多个功能合理的放到不同对象里，强调的是我该让谁来做。想吃饭让阿姨做，想写代码雇佣程序员，不需要自己手动去做。面向对象最小的程序单元是类，必须先存在类的定义，再有对象，而具备某种功能的实体，称为对象。img src="" data-caption="" data-size="normal" data-rawwidth="583" data-rawheight="328" data-default-watermark-src="" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="583" data-original=""/面向过程和面向对象各有千秋，面向对象更符合我们常规的思维方式，稳定性好，可重用性强，易于开发大型软件产品，有良好的可维护性，他有三大特征：继承、封装、多态。五、其他的不同Python和C还有其他的不同，主要体现在开发的舒适度，在学习Python的时候，我们可以使用Python自带的图形化界面来编程，有点类似Linux的界面，这种界面交互性良好，使用简单的命令就可以进入和退出，进一步降低了学习成本，而C语言的编译器屈指可数，最开始使用的是Dev-C++这种交互性极差，UI极具年代感的产品，接着是微软的Microsoft Visual studio虽然在功能和交互上进行了升级，但是还是感觉有年代感，不如Python那么智能。说到Python就不得不提PyCharm，这种交互性极好UI美观的产品真的是会让人爱上编程，虽然他很吃内存，但是我们也可以使用VsCode这种轻量级的产品。此外，Python通过缩进来表示语句，减少了不必要的代码，提高了可读性和舒适度，让代码看起来更加美观，而C语言是使用{}，这些小的语法的区别都彰显了Python语言的高级特性。总结以上说了那么多Python和C的不同，总结来说就是C语言是很基础的语言，就好比我们在小学的时候学习的加减乘除，是为以后学习解一元二次方程、椭圆方程等高级题目做准备的，学C语言也一样，是基础，是我们入门编程的第一课，让我们体会到什么是变量、什么是方法、函数，所以我认为C语言更适合做入门的语言。img src="" data-caption="" data-size="normal" data-rawwidth="554" data-rawheight="350" data-default-watermark-src="" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="554" data-original=""/而Python作为高级语言，吸收了C语言的一些好的地方，同时改进了C语言的不足，取其精华去其糟粕，所以让Python变得更加智能，虽然代码量少了，更简单了，但是程序员不是工具人，是魔术师，我们需要去了解底层才能让我们走的更远更高。
python是c语言开发的吗
python是c语言开发的吗？
python是c语言开发的。
Python是完全面向对象的语言。函数、模块、数字、字符串都是对象。并且完全支持继承、重载、派生、多重继承，有益于增强源代码的复用性。Python支持重载运算符，因此Python也支持泛型设计。相对于Lisp这种传统的函数式编程语言，Python对函数式编程只提供了有限的支持。有两个标准库（functools, itertools）提供了与Haskell和Standard ML中类似的函数式程序设计工具。
虽然Python可能被粗略地分类为“脚本语言”，但实际上一些大规模软件开发计划例如Zope、Mnet及BitTorrent，Google也广泛地使用它。Python的支持者较喜欢称它为一种高端动态编程语言，原因是“脚本语言”泛指仅作简单程序设计任务的语言，如shell script、VBScript等只能处理简单任务的编程语言，并不能与Python相提并论。
Python本身被设计为可扩展的。并非所有的特性和功能都集成到语言核心。Python提供了丰富的API和工具，以便程序员能够轻松地使用C、C++、Cython来编写扩展模块。Python编译器本身也可以被集成到其它需要脚本语言的程序内。因此，有很多人把Python作为一种“胶水语言”使用。使用Python将其他语言编写的程序进行集成和封装。
在Google内部的很多项目，例如Google应用服务引擎使用C++编写性能要求极高的部分，然后用Python或Java/Go调用相应的模块。[6]《Python技术手册》的作者马特利（Alex Martelp）说：“这很难讲，不过，2004年，Python已在Google内部使用，Google召募许多Python高手，但在这之前就已决定使用Python。他们的目的是尽量使用Python，在不得已时改用C++；在操控硬件的场合使用C++，在快速开发时候使用Python。”
Python的设计哲学是“优雅”、“明确”、“简单”。Python开发者的哲学是“用一种方法，最好是只有一种方法来做一件事”，也因此它和拥有明显个人风格的其他语言很不一样。在设计Python语言时，如果面临多种选择，Python开发者一般会拒绝花俏的语法，而选择明确没有或者很少有歧义的语法。这些准则被称为“Python格言”。在Python解释器内运行import this可以获得完整的列表。
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如何用Python封装C语言的字符串处理函数
在C语言中，字符串处理是每天都要面对的问题。我们都知道C语言中其实并没有一种原生的字符串类型，‘字符串’在C语言里只是一种特殊的以''结尾的字符数组。因此，如何将C语言与更高层次的Python语言在‘字符串’处理这个问题上对接是一个有难度的问题。所幸有swig这种强大的工具。
如何封装一个函数，它修改参数字符串的内容
假如有这样一个C语言的函数，
!-- lang: cpp --
void FillZero(char* pc,size_t * piLen)
{
size_t i=0;
while(i++*piLen/2 )
*pc++ = '0';
*pc = 0;
*piLen = i+1;
}
这个函数的功能是把字符串变成n个0。不过我们更关注函数的形式。这样的函数，表面上看char* pc是函数的参数，可是实际上它才是函数的返回值和执行的结果。piLen这个参数既是pc的最大长度，也是新的字符串的长度。我们直接用python封装，看看运行结果。
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
import cchar
s='123456'
cchar.FillZero(s,6)
Traceback (most recent call last):
File "stdin", line 1, in module
TypeError: in method 'FillZero', argument 2 of type 'size_t *'
结果差强人意，不是我们想要得到的结果。函数的第二个参数为size_t* 我们很难用python来表示，而且python中也不存在既是输入，也是输出的参数。
swig有一个标准库，其中有一个cstring.i文件就是用来解决C语言字符串类型的问题。
我们在.i文件中加入这样几行
!-- lang: cpp --
%include "cstring.i"
%cstring_output_withsize(char* pc,size_t* pi)
void FillZero(char* pc, size_t* pi);
然后运行看结果
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
import cchar
cchar.FillZero(10)
'00000\x00'
s=cchar.FillZero(10)
print s
00000
我们看函数的变化。首先在python里， FillZero变成了只有一个参数的函数。然后函数的返回值变成了一个字符串。其实cstring_output_size其实是一个宏，通过这个宏的定义改变了函数的形式，直接在Python中得到我们想要的结果。
其实类似cstring_output_size的宏还有好几个，我列举一下:
cstring_output_allocate(char *s,free($1));
第一个参数是指向字符串地址的指针，第二个参数为释放空间的方法。
大家考虑这一下这样的函数：
void foo(char* s)
{
s = (char*)malloc(10);
memcpy(s,"123456789",9);
}
s这个参数表面上看是输入，实际上是函数真正的输出。 函数中真正改变的东西是chars指向的字符串的值。而且char这个类型,
python或者其他脚本语言里应该都没有对应的类型。那么我们用cstring_output_allocate将这个函数转换成另外一个形式的python或者其他脚本语言的函数。转换后的函数其实是这样的，以python为例str
foo()。
!-- lang: cpp --
%module a
%include "cstring.i"
%{
void foo(char* s);
%}
%cstring_output_allocate(char *s, free(*$1));
void foo(char *s);
在python中的调用：
!-- lang: python --
import a
a.foo()
'123456789'
cstring_output_maxsize(char *path, int maxpath);
第一个参数也是可以改变的字符串首地址，第二个参数为字符串的最大长度。在Python中调用的时候，只有maxpath这个参数，返回字符串。
cstring_output_allocate(char *s, free($1));
第一个参数为指向字符串首地址的指针，第二个参数为释放指针的方法。这个宏主要是封装一种直接在函数内部malloc空间的函数。在Python中调用时没有参数，直接返回字符串。
cstring_output_allocate_size(char *s, int slen, free(*$1));
这个相当于前面两个函数的组合。在函数内部malloc空间，然后将字符串长度通过slen返回。其实在调用的时候非常简单，没有参数，直接返回字符串。
如何处理c++的std::string
std::string是C++标准类库STL中常见的类。在平时工作中大家肯定是没少用。在python中如何封装std::string? swig提供了标准库
例如函数:
!-- lang: cpp --
string Repeat(const string s)
{
return s+s;
}
只要在swig中加入这样几行：
!-- lang: cpp --
%include "std_string.i"
using namespace std;
string Repeat(const string s);
运行结果：
Python 2.6.6 (r266:84292, Dec 27 2010, 00:02:40)
[GCC 4.4.5] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
import cchar
cchar.Repeat('123')
'123123'
使用起来很方便，但需要注意的是，假如函数的参数的内容是可以被修改，就不能用这种方式封装。
例如:
!-- lang: cpp --
void repeat(string s)
{
s+=s;
}
这样的函数直接使用 'std_string.i' 就是无效的。遇到这种函数，只能用C语言封装成 void repeat(chars, int maxsize), 再用swig调用 'cstring_output_withsize' 这个宏再封装一次了。
c语言包装python程序
_popen 不能把exe的输入传给python的输入的，只能给python传参。且视系统的安全设置，当账号的权限不够会导致调用失败。
如果要做到EXE与py的互相调用 就用动态链接库实现。
下面提供简单的例子，这关字数有限制，更详细的请GOOGLE
python调用C/C++:
import ctypes
dll = ctypes.windll.LoadLibrary( 'test.dll' )
dll.test();
C/C++调用python
＃include Akita/Akita.h
＃include Python.h
int main（） {
Py_Initialize（）;
if （!Py_IsInitialized（）） return FALSE;
PyRun_SimpleString（"import sys"）;
PyRun_SimpleString（"sys.path.append（""./""）"）;
//import Module
PyObject* pModule = PyImport_ImportModule（"hello"）;
if （!pModule） {
cout"Can""t import Module!/n"endl;
return -1;
}
PyObject* pDict = PyModule_GetDict（pModule）;
if （!pDict） {
return -1;
}
//fetch Function
PyObject* pFunHi = PyDict_GetItemString（pDict， "display"）;
PyObject_CallFunction（pFunHi， "s"， "Crazybaby"）;
Py_DECREF（pFunHi）;
//Release
Py_DECREF（pModule）;
Py_Finalize（）;
return 0;
}
Akita/Akita.h，Python.h这两个文件请上网下载。
