Cython(9) Pythonの拡張モジュールをCで作る方法

// primes_array_c.c

#include <Python.h>
#include <stdio.h>

// Pythonから呼べる関数
static PyObject* c_primes(PyObject* self, PyObject* args) {
	int p_num;
	int* p_array;
	int p_len = 0;
	int n = 2;
	int idx, p;
	PyObject* c_list;

	// 引数の処理
	if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", &p_num)){
    	return NULL;
	}

	p_array = (int*)malloc(sizeof(int) * p_num);    // 素数配列の確保
	if( p_array == NULL ) {
    	return NULL;
	}
    
	// 素数の計算の本体
	while( p_len < p_num ) {
    	for( idx=0; idx < p_len; ++idx ) {
        	p = p_array[idx];
        	if( n % p == 0 )
            	break;
    	}
    	if( idx >= p_len ) {
        	p_array[p_len++] = n;
    	}
      	++n;
	}

	// リストを確保し、配列の内容をリストにコピー
	c_list = PyList_New(p_num);
	for( idx=0; idx<p_num; ++idx ) {
    	PyList_SET_ITEM(c_list, idx, PyLong_FromLong(p_array[idx]));
	}

	free(p_array);   				 // 素数配列の解放

	return c_list;
}

// モジュールに関数を登録
static PyMethodDef primesMethods[] = {
	{ "primes", c_primes, METH_VARARGS, "make prime list"},
	{ NULL }
};

// モジュールの定義構造体への設定
static struct PyModuleDef primeModule = {
	PyModuleDef_HEAD_INIT,
	"primeModule",
	"Python3 C API Module(make prime list)",
	-1,
	primesMethods
};

// モジュールの初期化
PyMODINIT_FUNC PyInit_primeModule(void)
{
	return PyModule_Create(&primeModule);
}

static PyObject* c_primes(PyObject* self, PyObject* args) 

##  compile command:
##  	python3 prime_array_setup.py build_ext --inplace

from distutils.core import setup, Extension

setup(name = 'primeModule',
  	version = '1.0.0',
  	ext_modules = [ Extension('primeModule', ['primes_array_c.c']) ]
)

In [1]: import primes_array

In [2]: primes_array.primes(10) 
Out[2]: [2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29]

In [3]: primes_array.primes(10000)[-10:] 
Out[3]:
[104677,
 104681,
 104683,
 104693,
 104701,
 104707,
 104711,
 104717,
 104723,
 104729]

In [4]: timeit(primes_array.primes(10000)) 
188 ms ± 658 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)