Mixing c++ and python

СОЕДИНЯЕМ C++ И PYTHON
ИГОРЬ САДЧЕНКО
IGOR.SADCHENKO@GMAIL.COM

2
Использование как предметно-ориентированный язык для
конкретной области применения(DSL)
Высокоуровневая разработка(VHLL)
Быстрое разработка и прототипирование приложений(RAD)
Встраивание интерактивной среды (REPL)
Разработка графического интерфейса пользователя (GUI)
Тестирование
C++ COREHARD WINTER 2017 // МОТИВАЦИЯ
IGOR SADCHENKO // C++ COREHARD // 12.02.17
ЗАЧЕМ

3
Extensions. Написание расширений для Python на С++
• улучшение производительности
• портирование существующих библиотек
• интеграция различных компонентов
Embedding. Встраивание Python в С++ программы
• упрощение разработки
• дополнительных возможности
СПОСОБЫ

4
НАШ ПУТЬ

6
Python — это свободный интерпретируемый объектно-ориентированный
расширяемый встраиваемый язык программирования очень высокого уровня.
• свободный — все исходные тексты интерпретатора и библиотек доступны для
любого, включая коммерческое, использования;
• интерпретируемый — поэтому кроссплатформенный, имеет рефлексию;
• объектно-ориентированный — классическая OO модель, включая
множественное наследование;
• расширяемый — имеет API для создания модулей, типов и классов на C, C++;
• встраиваемый — имеет API для встраивания интерпретатора в другие
программы;
• очень высокого уровня — динамическая типизация, встроенные типы данных
высокого уровня, классы, модули, механизм исключений.
СПРАВКА

7
Python ориентирован на повышение производительности
разработчика и читаемости кода.
В Python есть дзен (import this), описывающий общие подходы к
разработке.
Синтаксис ядра Python минималистичен. В то же время
стандартная библиотека включает большой объём полезных
функций.
Python активно развивается и имеет огромное community.
К недостаткам относят низкую производительность и отсутствие
реальной многопоточности(GIL)
СПРАВКА

8
Python — язык универсальный, он широко используется во всем
мире для самых разных целей — базы данных и обработка
текстов, встраивание интерпретатора в игры, программирование
GUI и быстрая разработка приложений(RAD).
И, конечно же, Python используется для программирования web-
приложений — серверных, клиентских, web-серверов и серверов
приложений.
Python и приложения, написанные на нем, используют самые
известные и крупные фирмы — IBM, Yahoo!, Google.com, Hewlett
Packard, NASA, Red Hat, Microsoft.
СПРАВКА

9
C++ Python
компиляция интерпретация
статическая типизация динамическая типизация
строгая типизация строгая типизация
сложный для изучения? лёгкий для изучения?
эффективное управление памятью сборщик мусора
есть стандартная библиотека мощная стандартная библиотека
С++xx…;) рефлексия и интроспекция
высокая производительность кода высокая производительность
разработчика
СРАВНЕНИЕ C++ и PYTHON

10
СРАВНЕНИЕ C++ И PYTHON

11
ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ СТОРОНЫ
1. С++:
a. Производительность
b. Эффективная работа с ресурсами
2. Python:
a. Скорость разработки
b. Разнообразие доступных решений
c. Лёгкость изучения

12

14
C++ COREHARD WINTER 2017 // ИНТЕГРАЦИЯ
РЕШЕНИЯ
Python
• ctypes – библиотека Python для импорта функций из внешних
библиотек
• cffi(C Foreign Function Interface) - механизм для импорта
функций из внешних библиотек, основанный использовании
на C-подобных деклараций

15
РЕШЕНИЯ
Не совсем Python
• Cython- преобразуется в С/С++ код для последующей
компиляции и впоследствии может использоваться как
расширение стандартного Python или как независимое
приложение со встроенной библиотекой выполнения Cython.
• RPython (Restricted Python) - ограниченное подмножество
Python, статически типизирован, транслируется в языки С,
Java, CIL

16
РЕШЕНИЯ
SWIG(Simplified Wrapper and Interface Generator)
• Без зависимостей (для запуска нужен один .exe), не нужны
целевые языки
• Доступен на многих платформах
• Поддерживает структуры С и классы С++

17
РЕШЕНИЯ

18
РЕШЕНИЯ
С & C++
• Python C API
• Boost.Python
• Pybind11

19
Python C API
• Самая тесная интеграция с Python из всех возможных
• Лучшая производительность
• Нужно все время считать ссылки
• Нужно хорошо знать C
• Хорошо документирован
• Объемный
• Опасно использовать не понимая

20
Python C API (пример)

21
Python C API (пример)

22
Python C API (встраивание)

23
Boost.Python
• Позволяет небольшими усилиями экспортировать типы из C++
в Python
• Без сторонних утилит, только С++ компилятор
• Подходит для оборачивания сторонних библиотек без
изменения их кода)
• Extensions and embedding

24
Boost.Python (пример)
char const* greet(){
return "hello, world";}
#include <boost/python.hpp>
BOOST_PYTHON_MODULE(hello_ext) {
using namespace boost::python;
def("greet", greet);
}
>>> import hello_ext
>>> print hello_ext.greet()
hello, world

25
Boost.Python (пример)
struct World {
World(std::string msg): msg(msg) {} // added constructor
void set(std::string msg_) { this->msg = msg_; }
std::string greet() { return msg; }
std::string msg;
};
class_<World>("World", init<std::string>())
.def(init<double, double>())
.def("greet", &World::greet)
.def("set", &World::set);

26
Pybind11
• Аналог Boost.Python
• Поддерживает STL и callback
• header only

27
Pybind11
• Аналог Boost.Python
• Активно развивается
• Поддерживает STL и callback
• header only

28
pybind11

30
C++ COREHARD WINTER 2017 // ВЫВОДЫ
ВЫВОДЫ
• Python можно расширять С++ модулями для увеличения
производительности
• Python можно встраивать в С++ программы для упрощения
разработки
• Существует библиотеки для выполнения этих действий

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

IGOR SADCHENKO
software developer
+375 33 642 92 91
https://www.facebook.com/WargamingMinsk
ANY QUESTIONS?
igor.sadchenko@gmail.com
wargaming.com
https://www.linkedin.com/company/wargaming-net

Mixing c++ and python

Recommended

More Related Content

Viewers also liked (16)

Similar to Mixing c++ and python (20)

More from corehard_by (20)

Mixing c++ and python