用swig爲python定製自定義模塊

引言

  因爲python是解釋性的語言，所以在計算上其效率會有很大的瓶頸，所以在設計大型計算時我們往往不會直接用python實現，而是使用更高效的語言來完成計算的過程（比如矩陣運算我們往往會借用numpy庫來高效實現），那麼我們能不能自己用其他語言來實現複雜的計算過程，編譯成庫在python中調用了？答案是肯定可以的，而且這種做法往往是必須的。在本文中我將藉助swig工具，在ubuntu16的環境下用一個簡單的例子介紹如何使用將c語言的實現編譯成python可以調用的模塊。

1.Swig安裝

• 1、下載地址

• 2、解壓文件夾，如swig-3.0.10

• 3、進入swig-3.0.10目錄，進行安裝（因爲我只想用於python，所以不使用pcre）

cd swig-3.0.10
./configure --prefix=/usr/progam/swig --without-pcre
sudo make
sudo make install

2.Swig使用例子

  這裏使用官方文檔中提供的例子

• 1、寫一個c程序,保存爲example.c

 /* File : example.c */

 #include <time.h>
 double My_variable = 3.0;

 int fact(int n) {
     if (n <= 1) return 1;
     else return n*fact(n-1);
 }

 int my_mod(int x, int y) {
     return (x%y);
 }

 char *get_time()
 {
     time_t ltime;
     time(&ltime);
     return ctime(&ltime);
 }

• 2、編寫對應的接口文件，在文件中聲明要使用的函數以及依賴的頭文件等，保存爲example.i

 /* example.i */
 %module example
 %{
 /* Put header files here or function declarations like below */
 extern double My_variable;
 extern int fact(int n);
 extern int my_mod(int x, int y);
 extern char *get_time();
 %}

 extern double My_variable;
 extern int fact(int n);
 extern int my_mod(int x, int y);
 extern char *get_time();

• 3、編譯生成模塊

swig -python example.i
gcc -c -fpic example.c example_wrap.c -I/usr/include/python2.7/
gcc -shared example.o example_wrap.o -o _example.so

這裏需要注意，’/usr/include/python2.7/’是我的Python.h文件的位置，請根據你自身實際進行修改，如果不知道其路徑，可以使用以下指令來得知文件路徑

locate Python.h

還要注意的一點是生成的so文件，文件名需要以下劃線開頭！

• 4、使用自定義模塊
  要讓python能夠找到我們的自定義模塊，需要把生成的example.py和_example.so複製到路徑’/usr/local/lib/python2.7/site-packages/’(其實在任意路徑中都可以，但都放到這裏方便管理)中，然後我們需要編寫一個pth文件放到/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/中

#example.pth
#此文件中填入自定義模塊兩個文件的所在路徑
/usr/local/lib/python2.7/site-packages/

• 5、自定義模塊測試

>>> import example
>>> example.fact(5)
120
>>> example.my_mod(7,3)
1
>>> example.get_time()
'Wed Dec  7 16:42:51 2016\n'