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Python自定义扩展类型是指利用C或C++语言编写的Python模块,可以在P

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Python自定义扩展类型是指利用C或C++语言编写的Python模块,可以在Python中创建全新的数据类型,以及对已有数据类型进行扩展和修改。这样做可以提高Python程序的性能,同时也可以方便地使用C或C++库。

Python自定义扩展类型的主要步骤包括:编写C/C++代码、编写Python扩展模块、编译链接生成共享库,并在Python中导入模块和调用函数使用。

以下是一个简单的例子:

首先,在C++中编写一个名为“example”的类,该类具有两个整数成员变量和一个计算它们和的成员函数:

c++
class Example {
public:
int a;
int b;

int sum() {
return a + b;
}
};


接下来,在Python扩展模块中,我们将这个类封装为一个Python对象类型。首先需要引入Python的头文件,并且定义一个叫做“ExampleObject”的结构体,表示Python对象的一些属性。

c++
#include <Python.h>

typedef struct {
PyObject_HEAD
Example* example;
} ExampleObject;


然后,将上面定义的成员变量和成员函数转换为Python中的方法。这里定义了三个函数,分别用于创建、销毁和计算“example”对象的方法:

c++
static void Example_dealloc(ExampleObject* self) {
delete self->example;
Py_TYPE(self)->tp_free((PyObject*)self);
}

static PyObject* Example_new(PyTypeObject *type, PyObject *args, PyObject *kwds) {
ExampleObject *self;
self = (ExampleObject *)type->tp_alloc(type, 0);
if (self != NULL) {
self->example = new Example();
}
return (PyObject *)self;
}

static PyObject* Example_sum(ExampleObject* self) {
int result = self->example->sum();
return Py_BuildValue("i", result);
}


最后,在Python扩展模块中定义新的类型,并将上述方法与之关联:

c++
static PyMethodDef Example_methods[] = {
{"sum", (PyCFunction)Example_sum, METH_NOARGS, "Return the sum of a and b"},
{NULL} /* Sentinel */
};

static PyTypeObject ExampleType = {
PyVarObject_HEAD_INIT(NULL, 0)
"example.Example", /* tp_name */
sizeof(ExampleObject), /* tp_basicsize */
0, /* tp_itemsize */
(destructor)Example_dealloc, /* tp_dealloc */
0, /* tp_print */
0, /* tp_getattr */
0, /* tp_setattr */
0, /* tp_reserved */
0, /* tp_repr */
0, /* tp_as_number */
0, /* tp_as_sequence */
0, /* tp_as_mapping */
0, /* tp_hash */
0, /* tp_call */
0, /* tp_str */
0, /* tp_getattro */
0, /* tp_setattro */
0, /* tp_as_buffer */
Py_TPFLAGS_DEFAULT, /* tp_flags */
"Example objects", /* tp_doc */
0, /* tp_traverse */
0, /* tp_clear */
0, /* tp_richcompare */
0, /* tp_weaklistoffset */
0, /* tp_iter */
0, /* tp_iternext */
Example_methods, /* tp_methods */
0, /* tp_members */
0, /* tp_getset */
0, /* tp_base */
0, /* tp_dict */
0, /* tp_descr_get */
0, /* tp_descr_set */
0, /* tp_dictoffset */
(initproc)0, /* tp_init */
0, /* tp_alloc */
Example_new, /* tp_new */
};


现在,我们可以编译这个模块并在Python中导入并使用“example”类型:

python
import example

# create an instance of Example
e = example