Python高效调用C语言（CFFI接口使用完整教程）

什么是CFFI？

CFFI 是一个用于Python调用C代码的库。它允许你直接在Python中声明C函数、结构体和变量，并与C语言共享库进行交互。相比ctypes等其他方式，CFFI语法更简洁、性能更高，是Python调用C语言的理想选择。

安装CFFI

首先，你需要安装CFFI库。打开终端或命令提示符，运行以下命令：

pip install cffi

CFFI两种使用模式

CFFI提供两种主要使用模式：

• ABI模式（Application Binary Interface）：直接调用已编译好的动态链接库（.so 或 .dll），无需C编译器。
• API模式（Application Programming Interface）：在运行时编译C代码，需要本地有C编译器（如gcc）。

实战：使用CFFI调用C函数

下面我们通过一个简单例子演示如何使用CFFI。我们将创建一个C函数用于计算两个整数之和，并在Python中调用它。

步骤1：编写C代码（sum.c）

// sum.cint add(int a, int b) {    return a + b;}

步骤2：编译为动态链接库

在Linux/macOS下执行：

gcc -shared -fPIC -o sum.so sum.c

在Windows下（使用MinGW或MSVC）可生成 sum.dll。

步骤3：在Python中使用CFFI调用

from cffi import FFI# 创建FFI对象ffi = FFI()# 声明C函数签名（就像在C头文件中那样）ffi.cdef("""    int add(int a, int b);""")# 加载动态链接库lib = ffi.dlopen("./sum.so")  # Windows下用 "./sum.dll"# 调用C函数result = lib.add(3, 5)print(f"3 + 5 = {result}")  # 输出: 3 + 5 = 8

API模式示例（无需预编译）

如果你不想手动编译C代码，可以使用API模式让CFFI自动处理：

from cffi import FFIffi = FFI()# 定义C函数ffi.set_source("_add_module", """    int add(int a, int b) {        return a + b;    }""")# 声明接口ffi.cdef("int add(int a, int b);")# 编译并生成模块（首次运行会编译）if __name__ == "__main__":    ffi.compile(verbose=True)# 使用生成的模块from _add_module import libprint(lib.add(10, 20))  # 输出: 30

常见问题与技巧

• 确保动态库路径正确，建议使用绝对路径或放在系统PATH中。
• 在Windows上注意DLL依赖（如MSVCR等）。
• 处理字符串时，CFFI要求显式转换（使用ffi.new("char[]", b"hello")）。
• 结构体和指针操作也完全支持，参考官方文档深入学习。

结语

通过本教程，你应该已经掌握了Python CFFI教程的核心内容。CFFI不仅让Python调用C语言变得简单高效，还为性能敏感型应用提供了强大支持。希望这篇CFFI入门指南能帮助你顺利开启高性能Python开发之旅！

如果你觉得有用，欢迎收藏本篇CFFI接口使用教程，并尝试在自己的项目中实践！