使用 C 或 C++ 扩展 Python

如果你知道如何用 C 语言编程，那么向 Python 添加新的内置模块是非常容易的。这样的扩展模块可以做两件在 Python 中无法直接完成的事情：它们可以实现新的内置对象类型，并且可以调用C库函数和系统调用。

为了支持扩展，Python API（应用程序程序员接口）定义了一组函数、宏和变量，提供对 Python 运行时系统大多数方面的访问。Python API 通过包含头文件合并到 C 源文件中"Python.h"。

扩展模块的编译取决于其预期用途以及您的系统设置；详细信息将在后面的章节中给出。

除标准头文件中定义的符号外，由 定义的所有用户可见符号均Python.h具有前缀Py或 。PY为了方便起见，并且由于 Python 解释器广泛使用它们，因此"Python.h" 包含一些标准头文件：<stdio.h>、<string.h>、 <errno.h>和<stdlib.h>. 如果您的系统上不存在后一个头文件，它将直接声明函数malloc(),free()和 realloc()。

接下来我们添加到模块文件中的是 C 函数，它将在 Python 表达式求值时被调用spam.system(string)（我们很快就会看到它最终是如何被调用的）：

static PyObject *
spam_system(PyObject *self, PyObject *args)
{
    const char *command;
    int sts;

    if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &command))
        return NULL;
    sts = system(command);
    return PyLong_FromLong(sts);
}

从 Python 中的参数列表（例如，单个表达式）到传递给 C 函数的参数有一个简单的转换。C 函数始终有两个参数，通常命名为self 和args。"ls -l"

self参数指向模块级函数的模块对象；对于方法来说，它将指向对象实例。

args参数将是指向包含参数的 Python 元组对象的指针。元组的每一项对应于调用参数列表中的一个参数。参数是 Python 对象——为了在 C 函数中对它们执行任何操作，我们必须将它们转换为 C 值。Python API 中的函数 PyArg_ParseTuple()检查参数类型并将其转换为 C 值。它使用模板字符串来确定所需的参数类型以及用于存储转换后的值的 C 变量的类型。稍后会详细介绍这一点。

PyArg_ParseTuple()如果所有参数都具有正确的类型并且其组成部分已存储在传递地址的变量中，则返回 true（非零）。如果传递了无效的参数列表，它将返回 false（零）。在后一种情况下，它还会引发适当的异常，因此调用函数可以立即返回NULL（如我们在示例中看到的）。