#本日は
C/C++ から Pythonを呼ぶ方法としてCythonを使う方法を紹介です．
高速化のためにPythonで外堀を書いてCoreな部分をC/C++ということをするというのはよくあります．今回はその逆です．逆のって公式ドキュメント以外あまりてがかりがないのよね・・・．ありましたら教えてくださいましOTL.
（追記：Mac版書きました．）
環境
- OSはVisual Studio を使うためWindowsを用います．
- IDE Visual Studio 2017 Community
- 特にCommunity, 2017で限る必要はないです．2013でも行けたので2015でもOKだと思います．
- Python3.5.4（Miniconda3)
- Cython 0.26
Visual Studioによる環境作成
ソルーション作成
Visual C++ -> 空のプロジェクトを選択->とりあえずOKボタンを押す．これで空のプロジェクトを生成できます．ソルーションおよび最初に作られるプロジェクト名はProject1となっています．
ソースファイルにコードを追加
Ctrl+Shift+Aで空のC++ファイルを追加．デフォルト名はSource.cppとなっていますが，そのまま使用．
後でSource.cppにコードを書いていきます．いまは白紙のままで放置します．
Python の場所を知る
ここからは各自の環境依存になるので注意です．
読者はPythonをよく使っている方だと思うので自分がどのPythonを使っているかはご存知だと思います．とはいえ，確認してみましょう．
コマンドプロンプトを開いて
> where python
を実行します．私の場合はC:\ProgramData\Miniconda3\python.exe でした．
C:\ProgramData\Miniconda3に移動しましょう．
下の写真では include と libs を選択しています．
このディレクトリのパスを次に使うのでメモしておいてください．
プロパティ編集
プロパティー＞VC++ディレクトリー＞インクルードディレクトリに上でメモしたincludeのフルパスを追加．
私の場合は C:\ProgramData\Miniconda3\include
です．
プロパティー＞VC++ディレクトリー＞インクルードディレクトリに上でメモしたlibsのフルパスを追加．
私の場合は C:\ProgramData\Miniconda3\libs
です．
下の図で囲んだ赤枠のようにしましょう．
あと，プラットフォームはｘ６４にしておきます．
debug binaries, debugging symbols の導入
公式のPythonのホームページからインストーラをゲットしてインストーラーを起動します．
Customize installationをクリックしてNextボタンをクリック．
download debug binaries, debugging symbols にチェックを入れます．
このPythonをメインに用いない場合はPATHの追加は不要です．
ビルドチェック
Source.cppに次を記述
#include<Python.h>
int main() {
Py_Initialize();
printf("Hello");
Py_Finalize();
return 0;
}
releaseモードでビルド出来たらひとまずOK．Python.hがないよーとか怒られたらインクルードディレクトリの追加が失敗しています．落ち着いて設定しなおしましょう．
そしてデバッグモードではpython35_d.libと同名のDLLなるものが必要なのでそれを入手する必要があります．
上記のスタックオーバーフローを参考にPython公式ページからPython３のインストーラーを起動してオプションで"download debug binaries"を選択すると入手できます．探してみましょう．
Cythonコード作成
上で作成したSource.cppと同階層に次を作ります．
- setup.py
- cytest.pyx
各々のコードは次の通りです．
from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
setup(ext_modules=cythonize("cytest.pyx"))
from libc.stdio cimport printf
cdef public struct Point:
double x
double y
cdef public Point DoubleCoord(Point p):
cdef Point q
q.x=2*p.x
q.y=2*q.x
printf("q.x=%f, q.y=%f\n",q.x,q.y)
return q
とりあえず頂点構造体を定義して座標を2倍にして返す関数をCythonで作りました．
setup
コマンドプロンプトを開いてCythonコードをビルドしましょう．
> python setup.py build_ext --inplace
生成コード追加
このときに生成される
cytest.c cytest.hをVisual Studioのソースファイルとヘッダーファイルに各々追加します．
Source.cpp 編集
#include<Python.h>
#include<stdio.h>
#include "cytest.h"
int main() {
Py_Initialize();
struct Point p;
p.x = 3.5;
p.y = 7.0;
struct Point q = DoubleCoord(p);
printf("q.x=%f,q.y=%f", q.x, q.y);
Py_Finalize();
}
ここまでの成果物としてVisual Studio上では下図のようになっているはずです．
実行すると次のようになります．
最後に
大変だーね・・・．
リファレンスとして
- [Interfacing with External C Code]
(http://cython.readthedocs.io/en/latest/src/userguide/external_C_code.html)
を挙げておきます．