C语言中的Python实例方法

Question

考虑以下的Python（3.x）代码：

class Foo(object):
    def bar(self):
        pass
foo = Foo()

我该如何用C语言写出相同的功能呢？

我的意思是，如何在C语言中创建一个对象并给它一个方法？然后再从这个对象创建一个实例？

编辑：哦，抱歉！我指的是通过Python的C API实现相同的功能。如何通过它的C API创建一个Python方法呢？类似于：

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

Answer 1

我建议你从这个示例源代码开始学习，这里的代码是Python 3的一部分，专门用来给你展示如何实现你需要的功能（还有其他一些功能）。它主要是教你如何使用C语言的API来创建一个模块，在这个模块里定义一个新类型，并为这个类型添加方法和属性。这个过程的第一部分就是定义Xxo_Type，接下来你会看到如何定义各种类型的函数，还有一些你可能不太关心的其他类型，最后是模块对象本身及其初始化过程（当然你可以跳过大部分内容，但模块对象和它的初始化部分是必须了解的，这些部分会引导你到你感兴趣的类型定义）。

在你学习和调整这个源代码以满足你的具体需求时，可能会有很多问题，而这些问题在文档中都有很好的答案，特别是在“对象实现支持”部分。当然，你也可以在这里提出新问题（每个问题最好只问一个，这样更清晰，避免一个“问题”里有很多实际的问题，那样会让人困扰！），具体说明你在做什么、你期待的结果是什么，以及你实际看到的结果是什么。这样你会得到一些非常有用的回答；-）。

Answer 2

你不能这样做！C语言没有“类”，它只有struct（结构体）。而且struct里不能包含代码（方法或函数）。

不过，你可以通过函数指针来模拟一下：

/* 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

这里有一个简单的类（改编自 http://nedbatchelder.com/text/whirlext.html，适用于3.x版本）：

#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;
}