Tutorial: Gerar DLL em C e usar no Python

Este repositório contém um exemplo de integração entre C e Python utilizando uma função recursiva de cálculo de fatorial. O código em C é compilado em uma DLL (Dynamic Link Library) que é carregada no Python através do módulo ctypes. O objetivo deste projeto é demonstrar como criar bibliotecas em C e utilizá-las diretamente em scripts Python.

Funcionalidades

• Implementação de uma função recursiva de fatorial em C.
• Compilação de código C em uma DLL.
• Integração da DLL com Python usando o módulo ctypes.

Requisitos

• Python: Certifique-se de ter instalado o Python, com uma versão compatível com o GCC (compilador).

  • Se o Python for de 64 bits, você precisará do compilador GCC de 64 bits. Da mesma forma, se o Python for de 32 bits, o GCC deve ser a versão de 32 bits.

• Compilador GCC: Para compilar o código em C e gerar a DLL.

  • No Windows, você pode usar o MinGW-w64 para versões de 64 bits ou MinGW para 32 bits.

  Para verificar se seu Python e GCC estão na mesma arquitetura, use os seguintes comandos:

  • Para verificar se o Python é 32 ou 64 bits:

    python -c "import struct; print(struct.calcsize('P') * 8)"

  • Para verificar a arquitetura do GCC:

    gcc -v

Passo 1: Escreva o código em C

Crie um arquivo chamado fatorial.c com o seguinte código:

#include <stdio.h>

__declspec(dllexport) int fatorial(int n) {
    if (n == 0 || n == 1) {
        return 1;
    } else {
        return n * fatorial(n - 1);
    }
}

Passo 2: Gerar a DLL

Para compilar o código em C e gerar a DLL, siga os passos abaixo:

1. Abra o terminal no diretório onde o arquivo fatorial.c está localizado.

2. Execute o seguinte comando para compilar e gerar a DLL:

   gcc -shared -o fatorial.dll fatorial.c

   Este comando gera o arquivo fatorial.dll, que contém a função fatorial.

Passo 3: Carregar a DLL no Python

Agora, você pode usar a função fatorial no Python através do módulo ctypes.

Crie um arquivo Python, por exemplo, fatorial.py, com o seguinte código:

import ctypes as c

dll = c.CDLL('./fatorial.dll')

dll.fatorial.argtypes = (c.c_int,)
dll.fatorial.restype = c.c_int

n = 6
fat = dll.fatorial(n)
print(f"O fatorial de {n} é: {fat}")

Como o Código Funciona

Código em C

• A função fatorial é recursiva e calcula o fatorial de um número inteiro positivo n. Se n for 0 ou 1, a função retorna 1. Caso contrário, ela chama a si mesma até que n seja reduzido a 1.

• O __declspec(dllexport) é utilizado para exportar a função, o que significa que ela ficará disponível para outros programas (como o Python) quando a DLL for carregada.

• O comando gcc -shared gera um arquivo de biblioteca dinâmica (fatorial.dll) que contém a função fatorial, disponível para ser usada por outros programas.

Código em Python

• ctypes.CDLL carrega a biblioteca dinâmica gerada (fatorial.dll), permitindo acesso às funções exportadas.

• dll.fatorial.argtypes define os tipos dos argumentos que a função fatorial aceita. No caso, um único argumento do tipo int (c.c_int).

• dll.fatorial.restype define o tipo de retorno da função fatorial, que é um int (c.c_int).

• Finalmente, chamamos a função dll.fatorial(n) no Python, passando um valor inteiro como argumento e imprimimos o resultado.

Observações

• Certifique-se de que o Python e o compilador GCC estejam na mesma arquitetura (64 bits ou 32 bits).

• Ao compilar no Windows, tenha certeza de que as bibliotecas do MinGW ou MinGW-w64 estão configuradas corretamente no caminho do sistema para que o GCC possa ser invocado a partir do terminal.

• Você pode carregar a DLL no Python diretamente com o caminho relativo ('./fatorial.dll') ou com o caminho completo onde a DLL está armazenada.