Python Academy · 강의

cffi: C 외부 함수 인터페이스

인라인 C 선언과 함께 cffi를 사용해 더 Python다운 C 상호 운용을 구현합니다.

cffi: C 외부 함수 인터페이스은(는) CoddyKit의 무료 Python Academy 강의입니다. 이것은 4개 중 3번째 강의입니다. 아래에서 전체 강의를 무료로 읽을 수 있으며, 내장 코드 에디터와 24/7 AI 튜터와 함께 브라우저에서 직접 실습할 수 있습니다. 이 강의는 Python Academy 학습 경로의 일부이며, 진행 상황이 웹과 CoddyKit 앱에 동기화됩니다. Python Academy 강의에는 총 4개의 강의가 포함되어 있습니다.

cffi란 무엇인가요?

cffi(C 외부 함수 인터페이스)를 사용하면 ctypes 클래스가 아니라 C 선언을 통해 Python에서 C 코드를 호출할 수 있습니다. 더 Python답고 대개 더 안전합니다.

# pip install cffi
from cffi import FFI
ffi = FFI()

ffi.cdef("double sqrt(double x);")
libm = ffi.dlopen(None)   # current process
print(libm.sqrt(2.0))     # 1.4142...

ABI 모드와 API 모드

ffi.dlopen()은 ABI 모드로, 실행 시점에 기존 공유 라이브러리를 호출합니다. API 모드는 C 래퍼를 컴파일하므로 더 빠르고 견고합니다.

from cffi import FFI
ffi = FFI()

# ABI mode (no compile step):
ffi.cdef("int abs(int x);")
libc = ffi.dlopen("libc.so.6")  # Linux
print(libc.abs(-42))   # 42

cdef 선언

ffi.cdef()를 사용하여 Python에서 사용할 C 함수 서명, 구조체 및 typedef를 선언합니다.

from cffi import FFI
ffi = FFI()

ffi.cdef("""
    typedef struct {
        double x;
        double y;
    } Point;

    double distance(Point a, Point b);
""")

# lib = ffi.dlopen("mylib.so")

C 구조체 생성

ffi.new()를 사용하여 C 구조체에 메모리를 할당하고 Python에서 해당 필드를 설정합니다.

from cffi import FFI
ffi = FFI()

ffi.cdef("typedef struct { int x; int y; } Vec2;")
lib = ffi.dlopen(None)

v = ffi.new("Vec2 *")
v.x = 3
v.y = 4
print(v.x, v.y)   # 3 4

문자열과 버퍼

변경 가능한 버퍼에는 ffi.new("char[]", n)을 사용하고, C 문자열 포인터를 Python 바이트로 변환하려면 ffi.string(ptr)을 사용합니다.

from cffi import FFI
ffi = FFI()

buf = ffi.new("char[]", b"hello world")
print(ffi.string(buf))   # b"hello world"

# Mutable buffer for output:
out = ffi.new("char[128]")
# c_func(out, 128)  # fill the buffer
# result = ffi.string(out).decode()

verify를 사용한 API 모드

API 모드는 형식 안전성과 성능을 높이기 위해 작은 C 래퍼 모듈을 컴파일합니다. ffi.set_source()를 사용하고 오프라인으로 빌드합니다.

from cffi import FFI
ffi = FFI()

ffi.cdef("int add(int a, int b);")
ffi.set_source("_mylib",
    """
    int add(int a, int b) { return a + b; }
    """
)

# Build: python build_mylib.py
# from _mylib import ffi, lib
# print(lib.add(3, 4))   # 7

C에서 Python으로의 콜백

ffi.callback()을 사용하여 Python 함수를 C 라이브러리에 전달할 수 있는 C 함수 포인터로 감쌉니다.

from cffi import FFI
ffi = FFI()
ffi.cdef("typedef int (*compare_fn)(int, int);")

@ffi.callback("int(int, int)")
def compare(a, b):
    return a - b

# pass compare to a C sort function

메모리 관리

ffi.new()로 할당한 객체는 Python이 소유하며 자동으로 해제됩니다. 사용자 지정 소멸자를 연결하려면 ffi.gc(ptr, destructor)를 사용합니다.

from cffi import FFI
ffi = FFI()

# ptr freed when Python GC collects it:
buf = ffi.new("int[10]")
buf[0] = 42
print(buf[0])   # 42

# Custom destructor:
# ptr = ffi.gc(lib.alloc(), lib.free)

cffi와 ctypes

cffi는 C 선언 문자열을 사용하는 반면( C 개발자에게 더 자연스럽습니다) ctypes는 Python 클래스를 사용합니다. cffi의 API 모드는 더 빠르고, ctypes는 컴파일이 필요하지 않습니다.

# ctypes approach:
import ctypes
libc = ctypes.CDLL("libc.so.6")
libc.abs.restype = ctypes.c_int
libc.abs.argtypes = [ctypes.c_int]
print(libc.abs(-5))   # 5

# cffi approach:
from cffi import FFI; ffi = FFI()
ffi.cdef("int abs(int);")
lib = ffi.dlopen(None)
print(lib.abs(-5))    # 5

NumPy와 cffi 사용

ffi.cast()와 배열의 ctypes.data 포인터를 사용하여 cffi를 통해 NumPy 배열 데이터를 C에 직접 전달합니다.

import numpy as np
from cffi import FFI
ffi = FFI()

arr = np.array([1.0, 2.0, 3.0])
ptr = ffi.cast("double *", arr.ctypes.data)
# Now ptr can be passed to a C function expecting double*

cffi를 사용한 오류 처리

C 함수는 일반적으로 반환 값으로 오류를 알립니다. 반환 값을 확인하고 POSIX 오류 코드에는 ffi.errno를 사용합니다.

import errno as errno_mod
from cffi import FFI
ffi = FFI()
ffi.cdef("int open(const char *path, int flags);")
lib = ffi.dlopen(None)

fd = lib.open(b"/nonexistent", 0)
if fd == -1:
    err = ffi.errno
    raise OSError(err, "open failed")

빠른 확인

호출하려는 C 함수 서명을 선언할 때 cffi는 어떤 방법을 사용합니까?

복습

cffi는 ffi.cdef()를 사용하여 C 서명을 선언하고, ABI 모드에서 라이브러리를 호출할 때 ffi.dlopen()을 사용합니다. API 모드는 더 나은 성능을 위해 래퍼를 컴파일합니다. C 메모리에는 ffi.new()를, Python에서 C로 전달하는 콜백에는 ffi.callback()을 사용합니다.

자주 묻는 질문

“cffi: C 외부 함수 인터페이스” 강의는 무료인가요?

네 — “cffi: C 외부 함수 인터페이스” 전체 내용을 이 웹사이트에서 무료로 읽을 수 있습니다. 인터랙티브하게 실습하려면(내장 코드 에디터와 24/7 AI 튜터), CoddyKit PRO로 업그레이드하면 Python Academy 강의 전체를 잠금 해제할 수 있습니다. Python Academy 강의에는 총 4개의 강의가 포함되어 있습니다.

“cffi: C 외부 함수 인터페이스”에서 뭘 배우나요?

인라인 C 선언과 함께 cffi를 사용해 더 Python다운 C 상호 운용을 구현합니다. 브라우저에서 직접 실행하는 실습 코드로 Python Academy을(를) 배우며, 24/7 AI 튜터가 강의를 진행하면서 질문에 답변해줍니다.

Python Academy을(를) 시작하는 데 경험이 필요한가요?

사전 경험은 필요하지 않습니다. CoddyKit의 Python Academy은(는) 초급자부터 고급 학습자까지를 위해 구성되어 있으므로, 여기서 시작하거나 처음부터 시작할 수 있으며 자신의 속도대로 진행할 수 있습니다. 이것은 4개 중 3번째 강의입니다.

“cffi: C 외부 함수 인터페이스” 강의는 얼마나 걸리나요?

대부분의 CoddyKit 강의는 약 5~10분이 소요됩니다. 각 강의는 간결하고 인터랙티브하여 꾸준한 진행이 가능하며, 웹과 앱에서 중단한 부분부터 바로 시작할 수 있습니다.

이 Python Academy 강의에서 코드를 작성하고 실행할 수 있나요?

네. 모든 Python Academy 강의에는 내장 코드 에디터가 포함되어 있으므로, 브라우저에서 바로 실제 코드를 작성하고 실행한 후 즉시 AI 피드백을 받을 수 있습니다 — 로컬 설정이 필요 없습니다.

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