如何手动编译使用 C++ 的 Cython 代码？

Question

我已经完全复制了 Cython documentation for wrapping C++ classes 中给出的示例代码。我可以使用 distutils 和 cythonize() 方法成功构建和导入 rect.so 扩展，即通过：

将以下指令放在 rect.pyx 的顶部：

# distutils: language = c++
# distutils: sources = Rectangle.cpp

正在编写一个 setup.py 包含以下内容的文件：

from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize

setup(
    name = "rectangleapp",
    ext_modules = cythonize('*.pyx'),
)

通话中
```
$ python setup.py build_ext --inplace
```

然而，当我在 Cython 中包装 C 代码时，我经常发现从命令行手动编译单个扩展更方便，即：

使用命令行Cython编译器生成.c代码
```
$ cython foo.pyx
```

手动编译使用gcc:

$ gcc -shared -fPIC -O3 -I /usr/lib/python2.7 -L /usr/lib/python2.7 \
       foo.c -lpython2.7 -o foo.so

我已经尝试应用相同的过程来构建上面的 rect.so 示例：

$ cython --cplus rect.pyx
$ g++ -shared -fPIC -O3 -I /usr/lib/python2.7 -L /usr/lib/python2.7 \
      rect.cpp -lpython2.7 -o rect.so

Cython 和 g++ 编译步骤似乎都成功了 - 我没有得到任何命令行输出，最后我构建了一个 rect.so。但是，当我随后尝试导入模块时，出现 undefined symbol 错误：

In [1]: import rect
---------------------------------------------------------------------------
ImportError                               Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-ba16f97c2145> in <module>()
----> 1 import rect

ImportError: ./rect.so: undefined symbol: _ZN6shapes9Rectangle9getLengthEv

手动编译封装 C++ 的 Cython 代码的正确步骤是什么类？

Answer 1

这里的问题是你说你会在某处提供一个名为 Rectangle 的 class 的定义——示例代码指出

cdef extern from "Rectangle.h" namespace "shapes":
    cdef cppclass Rectangle:
        ...

但是，当您编译库时，您没有提供 Rectangle 的代码或包含它的库，因此 rect.so 不知道在哪里可以找到这个 Rectangle class。

要运行您的代码，您必须首先创建矩形对象文件。

gcc -c Rectangle.cpp # creates a file called Rectangle.o

现在您可以创建一个库以动态 link 反对，或静态 link 目标文件到 rect.so。我将首先静态介绍 linking，因为它最简单。

gcc -shared -fPIC -I /usr/include/python2.7 rect.cpp Rectangle.o -o rect.so

请注意，我没有包含 python 的库。这是因为您希望您的库由 python 解释器加载，因此 python 库将在您的库加载时由进程加载。除了提供 rect.cpp 作为来源外，我还提供 Rectangle.o。因此，让我们尝试运行使用您的模块创建一个程序。

run.py

import rect
print(rect.PyRectangle(0, 0, 1, 2).getLength())

不幸的是，这会产生另一个错误：

ImportError: /home/user/rectangle/rect.so undefined symbol: _ZTINSt8ios_base7failureE

这是因为cython需要c++标准库，但是python还没有加载。您可以通过将 C++ 标准库添加到 rect.so

所需的库来解决此问题

gcc -shared -fPIC -I/usr/include/python2.7 rect.cpp Rectangle.o -lstdc++ \
     -o rect.so

再次

运行 run.py 一切正常。但是，rect.so 的代码比需要的要大，尤其是当您生成多个依赖相同代码的库时。您可以动态 link Rectangle 代码，也可以将其设为库。

gcc -shared -fPIC Rectangle.o -o libRectangle.so
gcc -shared -fPIC -I/usr/include/python2.7 -L. rect.cpp -lRectangle -lstdc++ \
     -o rect.so

我们将 Rectangle 代码编译到当前目录中的共享库中，并提供 -L. 以便 gcc 知道在当前目录中查找库，并提供 -lRectangle 以便 gcc 知道查找 Rectangle图书馆。最后，为了能够运行您的代码，您必须告诉 python Rectangle 库所在的位置。运行宁python前输入

export LD_LIBRARY_PATH="/home/user/rectangle" # where libRectangle.so lives

您可以使用 shell 脚本来确保每次在您运行您的程序之前完成此操作，但这会使事情变得更加混乱。最好坚持使用静态 linking 矩形。

如何手动编译使用 C++ 的 Cython 代码？

How can I manually compile Cython code that uses C++?

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