Python-C集成：Ctypes、CFFI或创建二进制模块

Question

基本上，我想让一个Python程序调用用C语言编写的函数。据我所知，我的选择有以下几种：

• CTypes/CFFI
  • 创建一个包含C函数的DLL/SO/DyLib，并使用CTypes或CFFI访问它们。显然，CFFI速度更快，唯一的缺点是必须在Python中声明所有函数签名。
  • 优点：
    • 不需要对我的C函数进行任何适配。所有类型转换都在Python中完成。
  • 缺点：
    • 性能？
• Python二进制模块
  • 用C编写Python接口，将我的C模块转换为二进制Python模块
  • 优点：
    • 性能？
  • 缺点：
    • 所有类型转换都在C中完成。使用[SIP][3]可能可以自动化。

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将C模块转换为Python二进制模块真的更快吗？

这两种解决方案都支持将Python回调发送到C函数吗？

SIP是否是生成Python接口的好选择？还有其他选项吗？

它们中是否有任何其他特殊性？

- romulof

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发现了一些好东西：5种使用Python与本地代码的方法，Python包装工具：性能研究。 - romulof

Answer 1

我刚刚在回顾我发布的与此相关的选项列表： http://stromberg.dnsalias.org/~strombrg/speeding-python/ 如果你只针对CPython（2.x或3.x），我可能会选择Cython。

如果你想在Pypy上运行，CFFI可能很好；我还没有尝试过，但听起来很不错。它并不完全像ctypes——ctypes更像ABI级别，而CFFI更像API级别——这很好。

如果你想在Jython上运行，subprocess可能是最好的选择。

- dstromberg

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C语言函数已经编写完成，有大量稳定的代码。我只是想找一种方法在Python中使用它们。 - romulof

很有趣，尽管我的建议可能仍然适用。 - dstromberg

据说 ctypes 在 Python<->C 边界处的性能较慢。他们已经在 Pypy 中针对某些常见用法进行了优化。 - dstromberg

我在本周的pyconuk上被告知，现在使用cffi比使用ctypes更快，特别是对于像OpenGL这样的应用程序，在其中构造C类型的数组，然后频繁修改它们的切片并重新发送给C驱动程序。 - Jonathan Hartley

你还需要考虑你的开发平台。Linux没有问题，但Windows只限于一个特定的CFFI编译器。如果你选择在Windows上使用CFFI，你将不得不检查编译器与任何其他包的兼容性。 - cup