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 Python 的 C API 创建方法？ 像这样的东西：

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

Answer 1

这是一个简单的类（改编自 http://nedbatchelder.com/text/whirlext.html对于 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struct。并且 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

我建议您从示例源代码开始 这里 -- 它是 Python 3 源代码的一部分，它的存在是专门为了通过示例向您展示如何执行您所需要的操作（以及除此之外的其他一些事情） -- 使用 C API 来创建一个模块，在该模块中创建一个新类型，为该类型赋予方法和属性。这基本上是源代码的第一部分，最终是 Xxo_Type 的定义——然后您将获得如何定义各种函数、您可能不关心的其他一些类型的示例，最后是模块对象本身及其初始化（当然，您可以跳过大部分内容，但不能跳过模块对象及其导致定义感兴趣类型的初始化部分；-）。

在学习和调整源代码以满足您的特定需求时，您可能遇到的大多数问题在 文档，尤其是部分关于“对象实现支持”——但是当然，您总是可以在这里提出一个新问题（每个问题一个问题最好——一个包含许多实际问题的“问题”总是很麻烦！-）准确地显示您正在做的事情、您期望的结果以及您所看到的结果——您将得到的答案往往包括一些非常有用的答案；-)。