C中的Python实例方法

Question

考虑以下 Python (3.x) 代码：

class Foo(object):
    def bar(self):
        pass
foo = Foo()

如何用 C 编写相同的功能？

我的意思是，如何使用 C 中的方法创建对象？然后从中创建一个实例？

编辑： 哦对不起！我的意思是通过 Python C API 实现相同的功能。如何通过其 C API 创建 Python 方法？ 比如：

PyObject *Foo = ?????;
PyMethod??? *bar = ????;

Answer 1

这是一个简单的类（改编自 http://nedbatchelder.com/text/whirlext.html for 3.x）：

#include "Python.h"
#include "structmember.h"

// The CountDict type.

typedef struct {
   PyObject_HEAD
   PyObject * dict;
   int count;
} CountDict;

static int
CountDict_init(CountDict *self, PyObject *args, PyObject *kwds)
{
   self->dict = PyDict_New();
   self->count = 0;
   return 0;
}

static void
CountDict_dealloc(CountDict *self)
{
   Py_XDECREF(self->dict);
   self->ob_type->tp_free((PyObject*)self);
}

static PyObject *
CountDict_set(CountDict *self, PyObject *args)
{
   const char *key;
   PyObject *value;

   if (!PyArg_ParseTuple(args, "sO:set", &key, &value)) {
      return NULL;
   }

   if (PyDict_SetItemString(self->dict, key, value) < 0) {
      return NULL;
   }

   self->count++;

   return Py_BuildValue("i", self->count);
}

static PyMemberDef
CountDict_members[] = {
   { "dict",   T_OBJECT, offsetof(CountDict, dict), 0,
               "The dictionary of values collected so far." },

   { "count",  T_INT,    offsetof(CountDict, count), 0,
               "The number of times set() has been called." },

   { NULL }
};

static PyMethodDef
CountDict_methods[] = {
   { "set",    (PyCFunction) CountDict_set, METH_VARARGS,
               "Set a key and increment the count." },
   // typically there would be more here...

   { NULL }
};

static PyTypeObject
CountDictType = {
   PyObject_HEAD_INIT(NULL)
   0,                         /* ob_size */
   "CountDict",               /* tp_name */
   sizeof(CountDict),         /* tp_basicsize */
   0,                         /* tp_itemsize */
   (destructor)CountDict_dealloc, /* tp_dealloc */
   0,                         /* tp_print */
   0,                         /* tp_getattr */
   0,                         /* tp_setattr */
   0,                         /* tp_compare */
   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 | Py_TPFLAGS_BASETYPE, /* tp_flags*/
   "CountDict object",        /* tp_doc */
   0,                         /* tp_traverse */
   0,                         /* tp_clear */
   0,                         /* tp_richcompare */
   0,                         /* tp_weaklistoffset */
   0,                         /* tp_iter */
   0,                         /* tp_iternext */
   CountDict_methods,         /* tp_methods */
   CountDict_members,         /* tp_members */
   0,                         /* tp_getset */
   0,                         /* tp_base */
   0,                         /* tp_dict */
   0,                         /* tp_descr_get */
   0,                         /* tp_descr_set */
   0,                         /* tp_dictoffset */
   (initproc)CountDict_init,  /* tp_init */
   0,                         /* tp_alloc */
   0,                         /* tp_new */
};

// Module definition

static PyModuleDef
moduledef = {
    PyModuleDef_HEAD_INIT,
    "countdict",
    MODULE_DOC,
    -1,
    NULL,       /* methods */
    NULL,
    NULL,       /* traverse */
    NULL,       /* clear */
    NULL
};


PyObject *
PyInit_countdict(void)
{
    PyObject * mod = PyModule_Create(&moduledef);
    if (mod == NULL) {
        return NULL;
    }

    CountDictType.tp_new = PyType_GenericNew;
    if (PyType_Ready(&CountDictType) < 0) {
        Py_DECREF(mod);
        return NULL;
    }

    Py_INCREF(&CountDictType);
    PyModule_AddObject(mod, "CountDict", (PyObject *)&CountDictType);

    return mod;
}

Answer 2

你不能！ C 没有“类”，它只有structs。而struct 不能有代码（方法或函数）。

但是，您可以使用函数指针来伪造它：

/* struct object has 1 member, namely a pointer to a function */
struct object {
    int (*class)(void);
};

/* create a variable of type `struct object` and call it `new` */
struct object new;
/* make its `class` member point to the `rand()` function */
new.class = rand;

/* now call the "object method" */
new.class();

Answer 3

我建议你从示例源代码 here 开始——它是 Python 3 源代码的一部分，它的存在专门通过示例向你展示如何执行你需要的东西（以及其他一些东西）—— - 使用 C API 创建一个模块，在该模块中创建一个新类型，赋予该类型方法和属性。这基本上是源代码的第一部分，在Xxo_Type 的定义中达到高潮——然后您将获得如何定义各种函数的示例，一些您可能不关心的其他类型，最后是模块对象及其初始化（当然，您可以跳过大部分内容，但不能跳过模块对象及其初始化中导致感兴趣类型定义的部分；-)。

您在研究和调整该源以适应您的特定需求时可能遇到的大多数问题在the docs 中都有很好的答案，尤其是在“对象实现支持”的section 中——当然您可以随时打开一个这里有一个新问题（最好是每个问题一个问题——一个包含许多实际问题的“问题”总是很麻烦！-）准确地显示你在做什么，你所期望的结果，以及你所看到的——你会得到一些答案，其中往往包括一些非常有用的答案；-)。