ブログ

詳しい扱い方，ビルド方法と実行の方法は前の記事を参照してほしい。
というのは，今回もWinPythonなのでPYTHONHOMEは必要である。もっとも，作ったexeファイルをPythonのフォルダで実行する場合にはその限りではないようだ。

サンプルコードPython側

# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def sample2(t, f):
    f = np.array(f)
    freq = np.linspace(0, 1.0 / (f[1] - f[0]), len(f))

    F = np.fft.fft(f) / len(f) * 2
    F[0] = F[0] / 2.0

    # 振幅スペクトルを計算
    Amp = np.abs(F)

    # plot
    plt.figure()
    plt.subplots_adjust(wspace=0.4, \
                        hspace=0.0)
    plt.subplot(121)
    plt.plot(t, f, label='Raw signal')
    plt.xlabel("time")
    plt.ylabel("signal")
    plt.grid()
    plt.ylim([-7, 7])
    leg = plt.legend(loc=1)

    plt.subplot(122)
    plt.plot(freq[0:int(len(F)/2)], \
             Amp[0:int(len(F)/2)], \
             label='Amplitude')
    plt.xlabel('frequency')
    plt.ylabel('amplitude')
    plt.grid()
    plt.ylim([0, 2])
    leg = plt.legend(loc=1)
    plt.show()
    return Amp.tolist()

次にC側のサンプルコードを示す。

#define _USE_MATH_DEFINES
#include <cmath>
#ifdef _DEBUG
#undef _DEBUG
#include <Python.h>
#define _DEBUG
#else
#include <Python.h>
#endif

int main()
{
    PyObject *pName, *pModule, *pFunc;
    PyObject *pArgs, *pArg, *pArg2, *pValue, *pValue2;

    Py_Initialize();
    pName = PyUnicode_DecodeFSDefault("fft_test");

    pModule = PyImport_Import(pName);
    Py_DECREF(pName);

    if (pModule != NULL) {
        pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "sample2");

        if (pFunc && PyCallable_Check(pFunc)) {
            pArgs = PyTuple_New(2); // 関数fncの引数の数を引数にする

            pArg = PyList_New(1000);
            pArg2 = PyList_New(1000);
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                double value = sin(2.0 * M_PI * 0.01 * 1.0 * i);
                pValue = PyFloat_FromDouble(value);
                pValue2 = PyFloat_FromDouble(0.01 * i);
                if (!pValue) {
                    Py_DECREF(pArgs);
                    Py_DECREF(pArg);
                    Py_DECREF(pArg2);
                    Py_DECREF(pModule);
                    return 1;
                }
                PyList_SetItem(pArg, i, pValue);
                PyList_SetItem(pArg2, i, pValue2);
            }
            if (PyTuple_SetItem(pArgs, 0, pArg2) != 0)
                return 1;
            if (PyTuple_SetItem(pArgs, 1, pArg) != 0)
                return 1;
            
            pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
            Py_DECREF(pArgs);
            if (pValue != NULL) {
                printf("%d\n", PyList_CheckExact(pValue));
                Py_ssize_t len = PyList_Size(pValue);
                
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    printf("%I64d ", PyFloat_Check(PyList_GetItem(pValue, i)));
                    printf("%.4g\n", PyFloat_AsDouble(PyList_GetItem(pValue, i)));
                }
                //printf("return: %s\n", (char*)PyUnicode_DATA(pValue));
                Py_DECREF(pValue);
            }
            else {
                Py_DECREF(pFunc);
                Py_DECREF(pModule);
                PyErr_Print();
                fprintf(stderr, "Call failed\n");
                return 1;
            }
        }
        else {
            if (PyErr_Occurred())
                PyErr_Print();
            fprintf(stderr, "Cannot find function\n");
        }
        Py_XDECREF(pFunc);
        Py_DECREF(pModule);
    }
    else {
        PyErr_Print();
        fprintf(stderr, "Failed to load module\n");
        return 1;
    }
    if (Py_FinalizeEx() < 0) {
        return 120;
    }
    return 0;
}

PyListやPyFloatなどはPython標準なのでPython.hをインクルードするだけで使える。もちろんNumpyなどの主要な拡張モジュールもヘッダファイルを提供していることがある（今回は面倒だから使っていない）。
ちなみに上の例ではPyFloatのリストとして扱っているが，もしPython側の変数Fを返したらPyComplexのリストとして扱うことが必要である。

ちなみにPy_DECREFなどはガーベージコレクションのために呼んでいるようだ。C言語では明示的に開放しないといけないが，Python側はそうなっていないためその調整のため，参照がなくなったかどうか（捨ててもよい領域かどうか）を判断するために使うらしい。