Rust与Python如何互操作

Rust和Python是两种不同的编程语言，它们可以通过多种方式互操作。以下是一些常见的方法：

1. 使用pyo3库

pyo3是一个Rust库，允许你在Rust代码中调用Python代码，并在Python代码中调用Rust代码。

在Rust中调用Python

首先，你需要在Cargo.toml中添加pyo3依赖：

[dependencies]
pyo3 = { version = "0.14", features = ["extension-module"] }

然后，你可以编写Rust代码来调用Python：

use pyo3::prelude::*;
use pyo3::wrap_pyfunction;

fn main() -> PyResult<()> {
    let gil = Python::acquire_gil();
    let py = gil.python();

    // 调用Python函数
    let f = wrap_pyfunction!(py, "print", |s: &str| s.to_string())?;
    f("Hello from Rust!");

    Ok(())
}

在Python中调用Rust

首先，创建一个Rust库项目，并添加pyo3作为依赖。然后，你可以编写Rust代码并编译成一个共享库（.so文件）。

假设你有一个Rust文件lib.rs：

use pyo3::prelude::*;

#[pyfunction]
fn add(a: i32, b: i32) -> PyResult<i32> {
    Ok(a + b)
}

#[pymodule]
fn my_rust_module(_py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()> {
    m.add_function(wrap_pyfunction!(add, m)?)?;
    Ok(())
}

编译这个Rust库：

cargo build --release --lib

然后在Python中导入并使用这个模块：

import my_rust_module

result = my_rust_module.add(1, 2)
print(result)  # 输出: 3

2. 使用cffi或ctypes

你也可以使用C语言作为桥梁来调用Rust和Python代码。这种方法相对复杂，但可以提供更高的性能。

在Rust中使用cffi

首先，创建一个Rust库项目，并添加cffi依赖：

[dependencies]
cffi = "1.0"

然后，你可以编写Rust代码来调用Python：

extern crate libc;

use libc::{c_char, c_int};
use std::ffi::CString;
use std::os::raw::c_void;

#[link(name = "python3", kind = "dylib")]
extern "C" {
    fn Py_Initialize();
    fn Py_Finalize();
    fn PyRun_SimpleString(s: *const c_char);
}

fn main() {
    unsafe {
        Py_Initialize();
        let code = CString::new("print('Hello from Rust!')").unwrap();
        PyRun_SimpleString(code.as_ptr());
        Py_Finalize();
    }
}

在Python中调用Rust

你可以使用ctypes库来加载Rust编译的共享库，并调用其中的函数。

假设你的Rust库编译成了libmy_rust_module.so，你可以在Python中这样调用：

import ctypes

# 加载共享库
my_rust_module = ctypes.CDLL('./libmy_rust_module.so')

# 调用Rust函数
result = my_rust_module.add(1, 2)
print(result)  # 输出: 3

总结

以上是几种常见的Rust和Python互操作的方法。pyo3是最简单和最常用的方法，而使用cffi或ctypes可以提供更高的性能，但需要更多的手动配置。根据你的具体需求选择合适的方法。