使用build_extensions()实现Python与C/C++的无缝协作

在Python中，我们可以使用C/C++编写扩展模块来提高性能、访问底层API或与C/C++库进行交互。build_extensions()是一个Python内置的模块，它提供了一个简单且灵活的方法来构建和使用这些扩展模块。

使用build_extensions()可以实现Python与C/C++的无缝协作，可以通过C扩展模块在Python程序中调用C/C++代码，也可以在C/C++代码中调用Python的API。

下面是一个使用build_extensions()的简单示例，演示了如何创建一个Python的C扩展模块，并在Python中使用它：

首先，我们需要编写C代码（可以使用C或C++）

#include <Python.h>

// 定义我们要在Python中调用的函数
int add_numbers(int a, int b) {
    return a + b;
}

// Python模块的方法列表
static PyMethodDef module_methods[] = {
    {"add_numbers", (PyCFunction)add_numbers, METH_VARARGS, "Add two numbers"},
    {NULL, NULL, 0, NULL}
};

// Python模块的定义
static struct PyModuleDef module_definition = {
    PyModuleDef_HEAD_INIT,
    "my_module",
    "A simple module",
    -1,
    module_methods
};

// 模块初始化函数
PyMODINIT_FUNC PyInit_my_module(void) {
    return PyModule_Create(&module_definition);
}

然后，我们需要在Python中编写一个setup.py脚本，用于构建和安装扩展模块：

from setuptools import setup, Extension
from build_extensions import build_extensions

# 定义扩展模块
extension = Extension("my_module", sources=["my_module.c"])

# 构建和安装扩展模块
setup(
    name="my_module",
    cmdclass={"build_extensions": build_extensions},
    ext_modules=[extension]
)

此时，我们可以使用以下命令构建和安装扩展模块：

python setup.py build_extensions --inplace

然后，我们可以在Python程序中导入并使用C扩展模块：

import my_module

result = my_module.add_numbers(2, 3)
print(f"Result: {result}")

在上面的示例中，我们创建了一个名为my_module的扩展模块，其中包含一个add_numbers函数，用于将两个整数相加。通过在Python代码中导入并调用my_module.add_numbers，我们可以在Python中使用C扩展模块提供的函数。

build_extensions()使得创建和使用Python与C/C++的无缝协作变得非常便捷。我们可以使用C/C++的强大功能和性能来优化Python程序，同时也可以通过C/C++代码调用Python的高级功能和库。通过使用build_extensions()，我们可以更好地结合Python和C/C++，提供更灵活和高效的解决方案。