简介

多种编程语言混合开发的形式：

• 调用可执行文件。
• 每种语言分别运行一个进程，让它们通信、协作。（通过本机 socket 或 HTTP 协议通信）
• 调用代码（比如调用函数、类）。

使用 CPython 解释器时，可以进行 Python 与 C/C++ 的混合开发：

• Python 调用 C/C++ 代码的形式：
  • 把 C/C++ 代码编译成 C/C++ 的动态链接库，再被 Python 导入。
  • 把 C/C++ 代码封装成 Python 的扩展模块，再被 Python 导入。
• C/C++ 调用 Python 代码的形式：
  • 把 Python 代码转换成 C/C++ 的动态链接库，再被 C/C++ 导入。
  • 把 Python 代码转换成 C/C++ 的源文件，再被 C/C++ 导入。

混合开发工具

混合开发工具有多种，选择它们时需要从多方面考虑，比如：

• 是否支持 C/C++ 调用 Python ？或者反之？
• 调用函数时，是把形参从 Python 的数据类型转换成 C/C++ 的数据类型吗？或者反之？
• 进一步地，哪些数据类型可以通用？哪些数据类型不兼容？
• 能否调用类？
• 如果 C/C++ 代码抛出了异常，如何传递给 Python ？或者反之？
• 能否移植到 Linux、Windows、MacOS 等多种平台？

CPython API

• ：可以将 C/C++ 代码封装成 Python 模块，或者将 Python 代码封装成 C 代码。
• 优点：
  • 它是 CPython 解释器自带的功能，不需要安装第三方库。
  • 它是实现 Python 混合开发的底层 API ，是其它混合开发工具的基础。
• 缺点：
  • 使用起来很麻烦。

ctypes

• ：Python 的标准库，允许 Python 加载 C 的动态链接库，直接调用其中的函数，或者将 Python 函数作为回调函数传给 C 函数。
• 优点：
  • 它是 Python 自带的标准库，不需要安装第三方库。
  • 使用时不需要封装 C 代码，可以直接调用 C 的动态链接库。
• 缺点：
  • 没有封装 C 函数，因此 Python 调用一个 C 函数时要自己转换数据类型。
  • 只支持 C 语言，处理 C++ 代码时要先封装成 C 函数。
  • 不支持 C/C++ 主动调用 Python 。

Cython

• ：Python 的第三方库，可以将 C 代码封装成 Python 模块，或者将 Python 代码编译成 C 代码。
• 优点：
  • 可以在 Python 中使用 C/C++ 的数据类型、函数，扩展 Python 的语法，提高 Python 程序的运行效率。

SWIG

• ：一个编译器，可以将 C/C++ 代码封装成供 C#、Java、Python 等多种语言调用的文件。
• 缺点：
  • 不支持 C/C++ 主动调用 Python 。

Boost.Python

• ：一个 C++ 库，可以将 C++ 代码封装成 Python 模块，或者在 C++ 中导入 Python 模块。
• Boost 库的使用很广，提供了一些扩展功能的 C++ 库，近乎 C++ 的标准库。

pybind11

• ：一个 C++ 库，相当于轻量级的 Boost.Python 。
• 优点：
  • 比较简单，使用时只需要导入一个头文件。但功能完备。
  • 对 C/C++ 代码的封装比较完善，能加上模块说明、函数说明。