你有一个C扩展模块，在内部定义了很多有用的函数，你想将它们导出为一个公共的C API供其他地方使用。 你想在其他扩展模块中使用这些函数，但是不知道怎样将它们链接起来， 并且通过C编译器/链接器来做看上去特别复杂（或者不可能做到）。
本节主要问题是如何处理15.4小节中提到的Point对象。仔细回一下，在C代码中包含了如下这些工具函数：
/* Destructor function for points */
static void del_Point(PyObject *obj) {
free(PyCapsule_GetPointer(obj,"Point"));
}
/* Utility functions */
static Point *PyPoint_AsPoint(PyObject *obj) {
return (Point *) PyCapsule_GetPointer(obj, "Point");
}
static PyObject *PyPoint_FromPoint(Point *p, int must_free) {
return PyCapsule_New(p, "Point", must_free ? del_Point : NULL);
}现在的问题是怎样将 PyPoint_AsPoint() 和 Point_FromPoint()
函数作为API导出，
这样其他扩展模块能使用并链接它们，比如如果你有其他扩展也想使用包装的Point对象。
要解决这个问题，首先要为 sample 扩展写个新的头文件名叫 pysample.h
，如下：
/* pysample.h */
#include "Python.h"
#include "sample.h"
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* Public API Table */
typedef struct {
Point *(*aspoint)(PyObject *);
PyObject *(*frompoint)(Point *, int);
} _PointAPIMethods;
#ifndef PYSAMPLE_MODULE
/* Method table in external module */
static _PointAPIMethods *_point_api = 0;
/* Import the API table from sample */
static int import_sample(void) {
_point_api = (_PointAPIMethods *) PyCapsule_Import("sample._point_api",0);
return (_point_api != NULL) ? 1 : 0;
}
/* Macros to implement the programming interface */
#define PyPoint_AsPoint(obj) (_point_api->aspoint)(obj)
#define PyPoint_FromPoint(obj) (_point_api->frompoint)(obj)
#endif
#ifdef __cplusplus
}
#endif这里最重要的部分是函数指针表 _PointAPIMethods .
它会在导出模块时被初始化，然后导入模块时被查找到。
修改原始的扩展模块来填充表格并将它像下面这样导出：
/* pysample.c */
#include "Python.h"
#define PYSAMPLE_MODULE
#include "pysample.h"
...
/* Destructor function for points */
static void del_Point(PyObject *obj) {
printf("Deleting point\n");
free(PyCapsule_GetPointer(obj,"Point"));
}
/* Utility functions */
static Point *PyPoint_AsPoint(PyObject *obj) {
return (Point *) PyCapsule_GetPointer(obj, "Point");
}
static PyObject *PyPoint_FromPoint(Point *p, int free) {
return PyCapsule_New(p, "Point", free ? del_Point : NULL);
}
static _PointAPIMethods _point_api = {
PyPoint_AsPoint,
PyPoint_FromPoint
};
...
/* Module initialization function */
PyMODINIT_FUNC
PyInit_sample(void) {
PyObject *m;
PyObject *py_point_api;
m = PyModule_Create(&samplemodule);
if (m == NULL)
return NULL;
/* Add the Point C API functions */
py_point_api = PyCapsule_New((void *) &_point_api, "sample._point_api", NULL);
if (py_point_api) {
PyModule_AddObject(m, "_point_api", py_point_api);
}
return m;
}最后，下面是一个新的扩展模块例子，用来加载并使用这些API函数：
/* ptexample.c */
/* Include the header associated with the other module */
#include "pysample.h"
/* An extension function that uses the exported API */
static PyObject *print_point(PyObject *self, PyObject *args) {
PyObject *obj;
Point *p;
if (!PyArg_ParseTuple(args,"O", &obj)) {
return NULL;
}
/* Note: This is defined in a different module */
p = PyPoint_AsPoint(obj);
if (!p) {
return NULL;
}
printf("%f %f\n", p->x, p->y);
return Py_BuildValue("");
}
static PyMethodDef PtExampleMethods[] = {
{"print_point", print_point, METH_VARARGS, "output a point"},
{ NULL, NULL, 0, NULL}
};
static struct PyModuleDef ptexamplemodule = {
PyModuleDef_HEAD_INIT,
"ptexample", /* name of module */
"A module that imports an API", /* Doc string (may be NULL) */
-1, /* Size of per-interpreter state or -1 */
PtExampleMethods /* Method table */
};
/* Module initialization function */
PyMODINIT_FUNC
PyInit_ptexample(void) {
PyObject *m;
m = PyModule_Create(&ptexamplemodule);
if (m == NULL)
return NULL;
/* Import sample, loading its API functions */
if (!import_sample()) {
return NULL;
}
return m;
}编译这个新模块时，你甚至不需要去考虑怎样将函数库或代码跟其他模块链接起来。
例如，你可以像下面这样创建一个简单的 setup.py 文件：
# setup.py
from distutils.core import setup, Extension
setup(name='ptexample',
ext_modules=[
Extension('ptexample',
['ptexample.c'],
include_dirs = [], # May need pysample.h directory
)
]
)如果一切正常，你会发现你的新扩展函数能和定义在其他模块中的C API函数一起运行的很好。
>>> import sample
>>> p1 = sample.Point(2,3)
>>> p1
<capsule object "Point *" at 0x1004ea330>
>>> import ptexample
>>> ptexample.print_point(p1)
2.000000 3.000000
>>>本节基于一个前提就是，胶囊对象能获取任何你想要的对象的指针。
这样的话，定义模块会填充一个函数指针的结构体，创建一个指向它的胶囊，并在一个模块级属性中保存这个胶囊，
例如 sample._point_api .
其他模块能够在导入时获取到这个属性并提取底层的指针。
事实上，Python提供了 PyCapsule_Import() 工具函数，为了完成所有的步骤。
你只需提供属性的名字即可（比如sample._point_api），然后他就会一次性找到胶囊对象并提取出指针来。
在将被导出函数变为其他模块中普通函数时，有一些C编程陷阱需要指出来。 在
pysample.h 文件中，一个 _point_api
指针被用来指向在导出模块中被初始化的方法表。 一个相关的函数
import_sample() 被用来指向胶囊导入并初始化这个指针。
这个函数必须在任何函数被使用之前被调用。通常来讲，它会在模块初始化时被调用到。
最后，C的预处理宏被定义，被用来通过方法表去分发这些API函数。
用户只需要使用这些原始函数名称即可，不需要通过宏去了解其他信息。
最后，还有一个重要的原因让你去使用这个技术来链接模块------它非常简单并且可以使得各个模块很清晰的解耦。 如果你不想使用本机的技术，那你就必须使用共享库的高级特性和动态加载器来链接模块。 例如，将一个普通的API函数放入一个共享库并确保所有扩展模块链接到那个共享库。 这种方法确实可行，但是它相对繁琐，特别是在大型系统中。 本节演示了如何通过Python的普通导入机制和仅仅几个胶囊调用来将多个模块链接起来的魔法。 对于模块的编译，你只需要定义头文件，而不需要考虑函数库的内部细节。
更多关于利用C API来构造扩展模块的信息可以参考 Python的文档