intro.md
1> **Источник:** https://python-all.ru/3.4/c-api/intro.html2>3> «Документация Python на русском» – неофициальный перевод официальной документации Python: версии от 2.6 до 3.16, полнотекстовый поиск, английский оригинал рядом с переводом. Эта Markdown-версия страницы предназначена для работы с LLM: вставьте её в ChatGPT, Claude или Cursor.45---67# Введение89Интерфейс прикладного программирования Python предоставляет программистам на C и C++ доступ к интерпретатору Python на различных уровнях. API одинаково пригоден для использования из C++, но для краткости его обычно называют Python/C API. Есть две принципиально разные причины для использования Python/C API. Первая – написание *модулей расширения* для конкретных целей; это модули на C, которые расширяют интерпретатор Python. Вероятно, это наиболее распространённое применение. Вторая – использование Python как компонента в более крупном приложении; этот метод обычно называют *встраиванием* Python в приложение.1011Написание модуля расширения – процесс относительно хорошо понятный, и здесь хорошо работает подход «сборника рецептов». Существует несколько инструментов, которые автоматизируют процесс в той или иной степени. Хотя Python встраивали в другие приложения с самого его появления, процесс встраивания Python менее прямолинеен, чем написание расширения.1213Многие функции API полезны независимо от того, встраивается Python или расширяется; более того, большинство приложений, встраивающих Python, также должны предоставлять собственное расширение, поэтому, вероятно, стоит ознакомиться с написанием расширения, прежде чем пытаться встроить Python в реальное приложение.1415## Заголовочные файлы1617Все определения функций, типов и макросов, необходимые для использования Python/C API, включаются в код с помощью следующей строки:1819```c20#include "Python.h"21```2223Это подразумевает включение следующих стандартных заголовков: `<stdio.h>`, `<string.h>`, `<errno.h>`, `<limits.h>`, `<assert.h>` и `<stdlib.h>` (если доступны).2425> **Примечание**26>27> Поскольку Python может определять некоторые макросы препроцессора, влияющие на стандартные заголовки в некоторых системах, необходимо *обязательно* включать `Python.h` до включения любых стандартных заголовков.2829Все видимые пользователю имена, определённые в Python.h (кроме тех, что определены включёнными стандартными заголовками), имеют один из префиксов `Py` или `_Py`. Имена, начинающиеся с `_Py`, предназначены для внутреннего использования реализацией Python и не должны использоваться разработчиками расширений. Имена членов структур не имеют зарезервированного префикса.3031**Важно:** пользовательский код никогда не должен определять имена, начинающиеся с `Py` или `_Py`. Это сбивает с толку читателя и ставит под угрозу переносимость пользовательского кода на будущие версии Python, которые могут определять дополнительные имена, начинающиеся с одного из этих префиксов.3233Заголовочные файлы обычно устанавливаются вместе с Python. В Unix они находятся в каталогах `prefix/include/pythonversion/` и `exec_prefix/include/pythonversion/`, где `prefix` и `exec_prefix` определяются соответствующими параметрами сценария **configure** Python, а *version* – это `sys.version[:3]`. В Windows заголовки устанавливаются в `prefix/include`, где `prefix` – это каталог установки, указанный в установщике.3435To include the headers, place both directories (if different) on your compiler’s search path for includes. Do *not* place the parent directories on the search path and then use `#include <pythonX.Y/Python.h>`; this will break on multi-platform builds since the platform independent headers under `prefix` include the platform specific headers from `exec_prefix`.3637Пользователям C++ следует помнить, что хотя API полностью определён на C, заголовочные файлы корректно объявляют точки входа как `extern "C"`, поэтому нет необходимости делать что-то особенное для использования API из C++.3839## Объекты, типы и счетчики ссылок4041Большинство функций Python/C API имеют один или несколько аргументов, а также возвращаемое значение типа [`PyObject*`](https://python-all.ru/3.4/c-api/structures.html#c.PyObject). Этот тип является указателем на непрозрачный тип данных, представляющий произвольный объект Python. Поскольку все типы объектов Python обрабатываются одинаково в большинстве ситуаций (например, присваивания, правила области видимости и передача аргументов), вполне естественно, что они представляются одним C-типом. Почти все объекты Python находятся в куче: никогда не объявляются автоматические или статические переменные типа [`PyObject`](https://python-all.ru/3.4/c-api/structures.html#c.PyObject), можно объявлять только переменные-указатели типа [`PyObject*`](https://python-all.ru/3.4/c-api/structures.html#c.PyObject). Единственное исключение – объекты типов; поскольку они никогда не должны освобождаться, они обычно являются статическими объектами [`PyTypeObject`](https://python-all.ru/3.4/c-api/type.html#c.PyTypeObject).4243All Python objects (even Python integers) have a *type* and a *reference count*. An object’s type determines what kind of object it is (e.g., an integer, a list, or a user-defined function; there are many more as explained in [*The standard type hierarchy*](https://python-all.ru/3.4/reference/datamodel.html#types)). For each of the well-known types there is a macro to check whether an object is of that type; for instance, `PyList_Check(a)` is true if (and only if) the object pointed to by *a* is a Python list.4445### Счетчики ссылок4647Счётчик ссылок важен, потому что у современных компьютеров конечный (и зачастую сильно ограниченный) объём памяти; он показывает, сколько разных мест содержат ссылку на объект. Таким местом может быть другой объект, глобальная (или статическая) переменная C или локальная переменная в какой-нибудь функции C. Когда счётчик ссылок объекта становится нулевым, объект освобождается. Если он содержит ссылки на другие объекты, их счётчик ссылок уменьшается. Эти другие объекты могут в свою очередь быть освобождены, если это уменьшение обнулит их счётчик ссылок, и так далее. (Здесь очевидна проблема с объектами, которые ссылаются друг на друга; пока решение – «не делайте так».)4849Счётчики ссылок всегда изменяются явно. Обычный способ – использовать макрос [`Py_INCREF()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/refcounting.html#c.Py_INCREF) для увеличения счётчика ссылок объекта на единицу и [`Py_DECREF()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/refcounting.html#c.Py_DECREF) для его уменьшения на единицу. Макрос [`Py_DECREF()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/refcounting.html#c.Py_DECREF) значительно сложнее, чем макрос увеличения, поскольку он должен проверять, не стал ли счётчик ссылок нулевым, и вызывать деаллокатор объекта. Деаллокатор – это указатель на функцию, содержащаяся в структуре типа объекта. Типозависимый деаллокатор заботится об уменьшении счётчиков ссылок других объектов, содержащихся в данном объекте, если это составной тип (например, список), а также выполняет любую дополнительную финализацию, если необходимо. Переполнение счётчика ссылок невозможно: для хранения счётчика ссылок используется как минимум столько битов, сколько различных адресов памяти существует в виртуальной памяти (предполагая `sizeof(Py_ssize_t) >= sizeof(void*)`). Таким образом, увеличение счётчика ссылок – простая операция.5051Нет необходимости увеличивать счётчик ссылок объекта для каждой локальной переменной, содержащей указатель на объект. Теоретически, счётчик ссылок объекта увеличивается на единицу, когда переменная начинает на него указывать, и уменьшается на единицу, когда переменная выходит из области видимости. Однако эти изменения компенсируют друг друга, поэтому в итоге счётчик ссылок не меняется. Единственная реальная причина использовать счётчик ссылок – предотвратить освобождение объекта, пока наша переменная указывает на него. Если мы знаем, что существует хотя бы одна другая ссылка на объект, которая живёт как минимум столько же, сколько наша переменная, то нет необходимости временно увеличивать счётчик ссылок. Важная ситуация, где это возникает, – объекты, передаваемые в качестве аргументов функциям C в модуле расширения, вызываемом из Python; механизм вызова гарантирует удержание ссылки на каждый аргумент в течение всего вызова.5253Однако распространённая ошибка – извлечь объект из списка и удерживать его некоторое время без увеличения счётчика ссылок. Какая-то другая операция может удалить объект из списка, уменьшив его счётчик ссылок и, возможно, освободив его. Реальная опасность в том, что безобидные с виду операции могут вызывать произвольный код Python, способный это сделать; существует путь, по которому управление может вернуться к пользователю из [`Py_DECREF()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/refcounting.html#c.Py_DECREF), поэтому почти любая операция потенциально опасна.5455Безопасный подход – всегда использовать обобщённые операции (функции, имена которых начинаются с `PyObject_`, `PyNumber_`, `PySequence_` или `PyMapping_`). Эти операции всегда увеличивают счётчик ссылок возвращаемого объекта. Это возлагает на вызывающего ответственность вызвать [`Py_DECREF()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/refcounting.html#c.Py_DECREF), когда результат больше не нужен; это быстро входит в привычку.5657#### Подробности о счетчиках ссылок5859Поведение функций Python/C API в отношении счётчика ссылок лучше всего объясняется в терминах *владения ссылками*. Владение относится к ссылкам, а не к объектам (объекты не являются собственностью: они всегда общие). «Владение ссылкой» означает ответственность за вызов Py\_DECREF для неё, когда ссылка больше не нужна. Владение также может передаваться, то есть код, получающий владение ссылкой, становится ответственным за её последующее освобождение путём вызова [`Py_DECREF()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/refcounting.html#c.Py_DECREF) или [`Py_XDECREF()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/refcounting.html#c.Py_XDECREF), когда она больше не нужна, или передаёт эту ответственность дальше (обычно своему вызывающему). Когда функция передаёт владение ссылкой своему вызывающему, говорят, что вызывающий получает *новую* ссылку. Когда владение не передаётся, говорят, что вызывающий *заимствует* ссылку. С заимствованной ссылкой ничего делать не нужно.6061И наоборот, когда вызывающая функция передаёт ссылку на объект, есть две возможности: функция *крадёт* ссылку на объект, или нет. *Кража ссылки* означает, что при передаче ссылки функции эта функция считает, что теперь она владеет этой ссылкой, и вы больше не несёте за неё ответственность.6263Немногие функции крадут ссылки; два заметных исключения – [`PyList_SetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/list.html#c.PyList_SetItem) и [`PyTuple_SetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/tuple.html#c.PyTuple_SetItem), которые крадут ссылку на элемент (но не на кортеж или список, в который помещается элемент!). Эти функции были спроектированы для кражи ссылки из-за распространённого идиоматического способа заполнения кортежа или списка только что созданными объектами; например, код для создания кортежа `(1, 2, "three")` мог бы выглядеть так (пока забывая об обработке ошибок; более правильный способ показан ниже):6465```c66PyObject *t;6768t = PyTuple_New(3);69PyTuple_SetItem(t, 0, PyLong_FromLong(1L));70PyTuple_SetItem(t, 1, PyLong_FromLong(2L));71PyTuple_SetItem(t, 2, PyUnicode_FromString("three"));72```7374Здесь [`PyLong_FromLong()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/long.html#c.PyLong_FromLong) возвращает новую ссылку, которая немедленно крадётся [`PyTuple_SetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/tuple.html#c.PyTuple_SetItem). Если вы хотите продолжать использовать объект, хотя ссылка на него будет украдена, используйте [`Py_INCREF()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/refcounting.html#c.Py_INCREF), чтобы получить другую ссылку перед вызовом функции, крадущей ссылку.7576Кстати, [`PyTuple_SetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/tuple.html#c.PyTuple_SetItem) – это *единственный* способ установки элементов кортежа; [`PySequence_SetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/sequence.html#c.PySequence_SetItem) и [`PyObject_SetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/object.html#c.PyObject_SetItem) отказываются это делать, поскольку кортежи – неизменяемый тип данных. Используйте [`PyTuple_SetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/tuple.html#c.PyTuple_SetItem) только для кортежей, которые вы создаёте сами.7778Эквивалентный код для заполнения списка можно написать с помощью [`PyList_New()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/list.html#c.PyList_New) и [`PyList_SetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/list.html#c.PyList_SetItem).7980Однако на практике вы редко будете использовать эти способы создания и заполнения кортежа или списка. Существует обобщённая функция [`Py_BuildValue()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/arg.html#c.Py_BuildValue), которая может создавать большинство распространённых объектов из значений C, руководствуясь *строкой формата*. Например, два вышеприведённых блока кода можно заменить следующим (которое также заботится о проверке ошибок):8182```c83PyObject *tuple, *list;8485tuple = Py_BuildValue("(iis)", 1, 2, "three");86list = Py_BuildValue("[iis]", 1, 2, "three");87```8889Гораздо чаще используются [`PyObject_SetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/object.html#c.PyObject_SetItem) и подобные функции с элементами, на которые вы только заимствуете ссылки, например, аргументами, переданными в вашу функцию. В этом случае их поведение в отношении счётчиков ссылок гораздо разумнее, поскольку вам не нужно увеличивать счётчик ссылок, чтобы отдать ссылку («чтобы её украли»). Например, эта функция устанавливает все элементы списка (фактически любой изменяемой последовательности) в заданный элемент:9091```c92int93set_all(PyObject *target, PyObject *item)94{95 Py_ssize_t i, n;9697 n = PyObject_Length(target);98 if (n < 0)99 return -1;100 for (i = 0; i < n; i++) {101 PyObject *index = PyLong_FromSsize_t(i);102 if (!index)103 return -1;104 if (PyObject_SetItem(target, index, item) < 0) {105 Py_DECREF(index);106 return -1;107 }108 Py_DECREF(index);109 }110 return 0;111}112```113114Ситуация немного иная с возвращаемыми значениями функций. Хотя передача ссылки в большинство функций не меняет ваши обязанности по владению этой ссылкой, многие функции, возвращающие ссылку на объект, передают вам владение ссылкой. Причина проста: во многих случаях возвращаемый объект создаётся на лету, и полученная вами ссылка является единственной ссылкой на объект. Поэтому обобщённые функции, возвращающие ссылки на объекты, такие как [`PyObject_GetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/object.html#c.PyObject_GetItem) и [`PySequence_GetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/sequence.html#c.PySequence_GetItem), всегда возвращают новую ссылку (вызывающий становится владельцем ссылки).115116Важно понимать, что владение ссылкой, возвращённой функцией, зависит только от того, какую функцию вы вызываете, – *оперение* (тип объекта, переданного в качестве аргумента функции) *не играет роли!*. Таким образом, если вы извлекаете элемент из списка с помощью [`PyList_GetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/list.html#c.PyList_GetItem), вы не владеете ссылкой, но если вы получаете тот же элемент из того же списка с помощью [`PySequence_GetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/sequence.html#c.PySequence_GetItem) (которая, кстати, принимает точно те же аргументы), вы владеете ссылкой на возвращённый объект.117118Вот пример того, как можно написать функцию, вычисляющую сумму элементов в списке целых чисел; один раз с использованием [`PyList_GetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/list.html#c.PyList_GetItem), и один раз с использованием [`PySequence_GetItem()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/sequence.html#c.PySequence_GetItem).119120```c121long122sum_list(PyObject *list)123{124 Py_ssize_t i, n;125 long total = 0, value;126 PyObject *item;127128 n = PyList_Size(list);129 if (n < 0)130 return -1; /* Не список */131 for (i = 0; i < n; i++) {132 item = PyList_GetItem(list, i); /* Не может завершиться ошибкой */133 if (!PyLong_Check(item)) continue; /* Пропустить нецелые значения */134 value = PyLong_AsLong(item);135 if (value == -1 && PyErr_Occurred())136 /* Целое число слишком велико для C long, выход */137 return -1;138 total += value;139 }140 return total;141}142```143144```c145long146sum_sequence(PyObject *sequence)147{148 Py_ssize_t i, n;149 long total = 0, value;150 PyObject *item;151 n = PySequence_Length(sequence);152 if (n < 0)153 return -1; /* Не имеет длины */154 for (i = 0; i < n; i++) {155 item = PySequence_GetItem(sequence, i);156 if (item == NULL)157 return -1; /* Не последовательность или другая ошибка */158 if (PyLong_Check(item)) {159 value = PyLong_AsLong(item);160 Py_DECREF(item);161 if (value == -1 && PyErr_Occurred())162 /* Целое число слишком велико для C long, выход */163 return -1;164 total += value;165 }166 else {167 Py_DECREF(item); /* Отказ от владения ссылкой */168 }169 }170 return total;171}172```173174### Типы175176Существует несколько других типов данных, играющих важную роль в Python/C API; большинство из них – простые C-типы, такие как `int`, `long`, `double` и `char*`. Некоторые структурные типы используются для описания статических таблиц, перечисляющих функции, экспортируемые модулем, или атрибуты данных нового типа объекта, а ещё один – для описания значения комплексного числа. Они будут рассмотрены вместе с функциями, которые их используют.177178## Исключения179180Программисту на Python требуется обрабатывать исключения только в тех случаях, когда необходима специфическая обработка ошибок; необработанные исключения автоматически передаются вызывающему, затем вызывающему вызывающего и так далее, пока не достигнут интерпретатора верхнего уровня, где они сообщаются пользователю вместе с трассировкой стека.181182Однако для C-программистов проверка ошибок всегда должна быть явной. Все функции Python/C API могут вызывать исключения, если только в документации функции не утверждается обратное. В общем случае, когда функция сталкивается с ошибкой, она устанавливает исключение, отбрасывает все принадлежащие ей ссылки на объекты и возвращает индикатор ошибки. Если не указано иное, этот индикатор – либо *NULL*, либо `-1`, в зависимости от возвращаемого типа функции. Некоторые функции возвращают логический результат true/false, где false указывает на ошибку. Очень немногие функции не возвращают явного индикатора ошибки или имеют неоднозначное возвращаемое значение и требуют явной проверки ошибок с помощью [`PyErr_Occurred()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/exceptions.html#c.PyErr_Occurred). Такие исключения всегда явно документируются.183184Состояние исключения хранится в хранилище для каждого потока (это эквивалентно использованию глобального хранилища в однопоточном приложении). Поток может находиться в одном из двух состояний: исключение произошло или нет. Функция [`PyErr_Occurred()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/exceptions.html#c.PyErr_Occurred) может использоваться для проверки этого: она возвращает заимствованную ссылку на объект типа исключения, если исключение произошло, и *NULL* в противном случае. Существует несколько функций для установки состояния исключения: [`PyErr_SetString()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/exceptions.html#c.PyErr_SetString) – самая распространённая (хотя и не самая общая) функция для установки состояния исключения, а [`PyErr_Clear()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/exceptions.html#c.PyErr_Clear) очищает состояние исключения.185186Полное состояние исключения состоит из трёх объектов (все могут быть *NULL*): тип исключения, соответствующее значение исключения и traceback. Они имеют тот же смысл, что и результат Python `sys.exc_info()`; однако это не одно и то же: объекты Python представляют последнее исключение, обрабатываемое оператором Python [`try`](https://python-all.ru/3.4/reference/compound_stmts.html#try) ... [`except`](https://python-all.ru/3.4/reference/compound_stmts.html#except), в то время как состояние исключения на уровне C существует только пока исключение передаётся между функциями C, пока не достигнет главного цикла интерпретатора байт-кода Python, который заботится о его передаче в `sys.exc_info()` и подобные функции.187188Обратите внимание, что начиная с Python 1.5 предпочтительным поточнобезопасным способом доступа к состоянию исключения из кода Python является вызов функции [`sys.exc_info()`](https://python-all.ru/3.4/library/sys.html#sys.exc_info), которая возвращает состояние исключения для текущего потока для кода Python. Кроме того, семантика обоих способов доступа к состоянию исключения изменилась так, что функция, перехватывающая исключение, сохраняет и восстанавливает состояние исключения своего потока, чтобы сохранить состояние исключения вызывающего кода. Это предотвращает распространённые ошибки в коде обработки исключений, вызванные тем, что безобидная с виду функция перезаписывает обрабатываемое исключение; это также уменьшает часто нежелательное продление времени жизни объектов, на которые ссылаются кадры стека в traceback.189190В качестве общего принципа: функция, которая вызывает другую функцию для выполнения некоторой задачи, должна проверять, вызвала ли вызываемая функция исключение, и если да, передавать состояние исключения своему вызывающему. Она должна отбрасывать все принадлежащие ей ссылки на объекты и возвращать индикатор ошибки, но *не* должна устанавливать другое исключение – это перезапишет только что вызванное исключение и приведёт к потере важной информации о точной причине ошибки.191192Простой пример обнаружения исключений и их передачи показан в примере `sum_sequence()` выше. Так получилось, что этот пример не нуждается в очистке принадлежащих ссылок при обнаружении ошибки. Следующая функция-пример показывает некоторую очистку при ошибках. Для начала, чтобы напомнить, почему вам нравится Python, показываем эквивалентный код на Python:193194```c195def incr_item(dict, key):196 try:197 item = dict[key]198 except KeyError:199 item = 0200 dict[key] = item + 1201```202203А вот соответствующий код на C во всей своей красе:204205```c206int207incr_item(PyObject *dict, PyObject *key)208{209 /* Все объекты инициализированы в NULL для Py_XDECREF */210 PyObject *item = NULL, *const_one = NULL, *incremented_item = NULL;211 int rv = -1; /* Возвращаемое значение инициализировано как -1 (ошибка) */212213 item = PyObject_GetItem(dict, key);214 if (item == NULL) {215 /* Обрабатывать только KeyError: */216 if (!PyErr_ExceptionMatches(PyExc_KeyError))217 goto error;218219 /* Очистить ошибку и использовать ноль: */220 PyErr_Clear();221 item = PyLong_FromLong(0L);222 if (item == NULL)223 goto error;224 }225 const_one = PyLong_FromLong(1L);226 if (const_one == NULL)227 goto error;228229 incremented_item = PyNumber_Add(item, const_one);230 if (incremented_item == NULL)231 goto error;232233 if (PyObject_SetItem(dict, key, incremented_item) < 0)234 goto error;235 rv = 0; /* Успех */236 /* Продолжить с кодом очистки */237238 error:239 /* Код очистки, общий для путей успеха и ошибки */240241 /* Используйте Py_XDECREF() для игнорирования NULL-ссылок */242 Py_XDECREF(item);243 Py_XDECREF(const_one);244 Py_XDECREF(incremented_item);245246 return rv; /* -1 для ошибки, 0 для успеха */247}248```249250Этот пример представляет собой одобренное использование оператора `goto` в C! Он иллюстрирует использование [`PyErr_ExceptionMatches()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/exceptions.html#c.PyErr_ExceptionMatches) и [`PyErr_Clear()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/exceptions.html#c.PyErr_Clear) для обработки конкретных исключений, а также использование [`Py_XDECREF()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/refcounting.html#c.Py_XDECREF) для освобождения принадлежащих ссылок, которые могут быть *NULL* (обратите внимание на `'X'` в имени; [`Py_DECREF()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/refcounting.html#c.Py_DECREF) привело бы к аварийному завершению при обнаружении ссылки *NULL*). Важно, чтобы переменные, используемые для хранения принадлежащих ссылок, были инициализированы значением *NULL* для корректной работы; аналогично, предлагаемое возвращаемое значение инициализируется значением `-1` (сбой) и устанавливается в успех только после успешного выполнения последнего вызова.251252## Встраивание Python253254Единственная важная задача, о которой должны беспокоиться только разработчики, встраивающие интерпретатор Python (в отличие от разработчиков расширений), – это инициализация и, возможно, финализация интерпретатора Python. Большинство функций интерпретатора могут использоваться только после его инициализации.255256Основная функция инициализации – [`Py_Initialize()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_Initialize). Она инициализирует таблицу загруженных модулей и создаёт фундаментальные модули [`builtins`](https://python-all.ru/3.4/library/builtins.html#module-builtins), [`__main__`](https://python-all.ru/3.4/library/__main__.html#module-__main__) и [`sys`](https://python-all.ru/3.4/library/sys.html#module-sys). Она также инициализирует путь поиска модулей (`sys.path`).257258[`Py_Initialize()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_Initialize) не устанавливает «список аргументов сценария» (`sys.argv`). Если эта переменная понадобится коду Python, который будет выполняться позже, её необходимо явно установить с помощью вызова `PySys_SetArgvEx(argc, argv, updatepath)` после вызова [`Py_Initialize()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_Initialize).259260На большинстве систем (в частности, на Unix и Windows, хотя детали немного различаются), [`Py_Initialize()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_Initialize) вычисляет путь поиска модулей на основе своего лучшего предположения о расположении исполняемого файла стандартного интерпретатора Python, предполагая, что библиотека Python находится в фиксированном месте относительно исполняемого файла интерпретатора Python. В частности, он ищет каталог с именем `lib/pythonX.Y` относительно родительского каталога, в котором исполняемый файл с именем `python` найден по пути поиска команд оболочки (переменная окружения `PATH`).261262Например, если исполняемый файл Python находится в `/usr/local/bin/python`, то будет предполагаться, что библиотеки находятся в `/usr/local/lib/pythonX.Y`. (Фактически, этот конкретный путь также является «запасным» местоположением, используемым, когда исполняемый файл с именем `python` не найден по `PATH`.) Пользователь может переопределить это поведение, установив переменную окружения [`PYTHONHOME`](https://python-all.ru/3.4/using/cmdline.html#envvar-PYTHONHOME), или вставить дополнительные каталоги перед стандартным путем, установив [`PYTHONPATH`](https://python-all.ru/3.4/using/cmdline.html#envvar-PYTHONPATH).263264Встраивающее приложение может направлять поиск, вызвав `Py_SetProgramName(file)` *до* вызова [`Py_Initialize()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_Initialize). Обратите внимание, что [`PYTHONHOME`](https://python-all.ru/3.4/using/cmdline.html#envvar-PYTHONHOME) по-прежнему переопределяет это, а [`PYTHONPATH`](https://python-all.ru/3.4/using/cmdline.html#envvar-PYTHONPATH) по-прежнему вставляется перед стандартным путем. Приложение, которому требуется полный контроль, должно предоставить свою собственную реализацию [`Py_GetPath()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_GetPath), [`Py_GetPrefix()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_GetPrefix), [`Py_GetExecPrefix()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_GetExecPrefix) и [`Py_GetProgramFullPath()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_GetProgramFullPath) (все они определены в `Modules/getpath.c`).265266Иногда желательно «деинициализировать» Python. Например, приложение может захотеть начать заново (сделать еще один вызов [`Py_Initialize()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_Initialize)) или просто завершить использование Python и освободить память, выделенную Python. Это можно сделать, вызвав [`Py_Finalize()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_Finalize). Функция [`Py_IsInitialized()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_IsInitialized) возвращает true, если Python находится в инициализированном состоянии. Дополнительная информация об этих функциях приведена в следующей главе. Обратите внимание, что [`Py_Finalize()`](https://python-all.ru/3.4/c-api/init.html#c.Py_Finalize) *не* освобождает всю память, выделенную интерпретатором Python, например, память, выделенная модулями расширения, в настоящее время не может быть освобождена.267268## Отладочные сборки269270Python может быть собран с несколькими макросами для включения дополнительных проверок интерпретатора и модулей расширения. Эти проверки, как правило, добавляют значительные накладные расходы во время выполнения, поэтому они не включены по умолчанию.271272Полный список различных типов отладочных сборок находится в файле `Misc/SpecialBuilds.txt` в дистрибутиве исходного кода Python. Доступны сборки, поддерживающие трассировку счетчиков ссылок, отладку распределителя памяти или низкоуровневое профилирование основного цикла интерпретатора. В оставшейся части этого раздела будут описаны только наиболее часто используемые сборки.273274Компиляция интерпретатора с определенным макросом `Py_DEBUG` дает то, что обычно называют «отладочной сборкой» Python. `Py_DEBUG` включается в сборке Unix добавлением `--with-pydebug` к команде `./configure`. Он также подразумевается наличием не специфичного для Python макроса `_DEBUG`. Когда `Py_DEBUG` включен в сборке Unix, оптимизация компилятора отключается.275276В дополнение к отладке счётчика ссылок, описанной ниже, выполняются следующие дополнительные проверки:277278- Дополнительные проверки добавлены в распределитель объектов.279- Дополнительные проверки добавлены в синтаксический анализатор и компилятор.280- Проверяются понижающие приведения от широких типов к узким на предмет потери информации.281- В реализации словаря и множества добавлено несколько утверждений. Кроме того, объект множества получает метод `test_c_api()`.282- Проверки корректности входных аргументов добавлены при создании фрейма.283- Память для целых чисел инициализируется известным недопустимым шаблоном для выявления ссылок на неинициализированные разряды.284- Низкоуровневая трассировка и дополнительные проверки исключений добавлены в виртуальную машину времени выполнения.285- Дополнительные проверки добавлены в реализацию области памяти (arena).286- Дополнительная отладка добавлена в модуль thread.287288Могут быть и другие проверки, не упомянутые здесь.289290Определение `Py_TRACE_REFS` включает трассировку ссылок. При его определении поддерживается циклический двусвязный список активных объектов путем добавления двух дополнительных полей к каждому [`PyObject`](https://python-all.ru/3.4/c-api/structures.html#c.PyObject). Также отслеживаются общие выделения. При выходе выводятся все существующие ссылки. (В интерактивном режиме это происходит после каждого выполненного интерпретатором оператора.) Подразумевается макросом `Py_DEBUG`.291292Пожалуйста, обратитесь к `Misc/SpecialBuilds.txt` в дистрибутиве исходного кода Python для получения более подробной информации.293