如何在Linux上实现Rust与Python的互操作

2025年8月19日 互联网

在Linux上实现Rust与Python的互操作可以通过多种方式，以下是一些常见的方法：

1. 使用pyo3库

pyo3是一个Rust库，允许你创建Python模块。它提供了Rust和Python之间的无缝集成。

步骤：

  1. 安装Rust：

    curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
source $HOME/.cargo/env

  2. 创建一个新的Rust项目：

    cargo new --lib my_rust_module
cd my_rust_module

  3. 添加依赖项：
    编辑Cargo.toml文件，添加pyo3依赖：

    [lib]
name = "my_rust_module"
crate-type = ["cdylib"]

[dependencies.pyo3]
version = "0.15.1"
features = ["extension-module"]

  4. 编写Rust代码：
    编辑src/lib.rs文件，添加Python模块代码：

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

#[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(())
}

  5. 构建Rust项目：

    cargo build --release

  6. 安装Python模块：
    将生成的target/release/libmy_rust_module.so文件复制到Python可以找到的路径，例如/usr/local/lib/python3.8/site-packages/。

  7. 在Python中使用Rust模块：

    import my_rust_module

result = my_rust_module.add(3, 4)
print(result)  # 输出 7

2. 使用ctypes库

ctypes是Python的一个外部函数库，允许你调用动态链接库中的函数。

步骤：

  1. 编写Rust代码并编译为动态链接库：
    参考上面的pyo3示例，但将crate-type改为["cdylib"]。

  2. 在Python中使用ctypes调用Rust函数：

    import ctypes

# 加载动态链接库
lib = ctypes.CDLL('./target/release/libmy_rust_module.so')

# 定义函数原型
lib.add.argtypes = (ctypes.c_int, ctypes.c_int)
lib.add.restype = ctypes.c_int

# 调用函数
result = lib.add(3, 4)
print(result)  # 输出 7

3. 使用rust-cpython

rust-cpython是另一个Rust库，用于创建Python扩展模块。

步骤：

  1. 安装Rust：
    参考上面的pyo3示例。

  2. 创建一个新的Rust项目：

    cargo new --lib my_rust_module
cd my_rust_module

  3. 添加依赖项：
    编辑Cargo.toml文件，添加rust-cpython依赖：

    [lib]
name = "my_rust_module"
crate-type = ["cdylib"]

[dependencies.rust-cpython]
version = "0.1.0"

  4. 编写Rust代码：
    编辑src/lib.rs文件，添加Python模块代码：

    extern crate rust_cpython;

use rust_cpython::{Python, ToPyObject};

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

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

  5. 构建Rust项目：

    cargo build --release

  6. 安装Python模块：
    将生成的target/release/libmy_rust_module.so文件复制到Python可以找到的路径。

  7. 在Python中使用Rust模块：
    参考上面的pyo3示例。

总结

以上方法各有优缺点，选择哪种方法取决于你的具体需求和偏好。pyo3提供了最直接的Rust和Python互操作方式，而ctypes则更为通用，适用于任何语言编写的动态链接库。rust-cpython是另一个不错的选择，具有较好的性能和易用性。

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