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python直接調(diào)用和使用swig法方調(diào)用c++庫(kù)_python

作者：LordofRobots ? 更新時(shí)間： 2022-05-04 編程語(yǔ)言

c++運(yùn)算速度快于python，python簡(jiǎn)單易寫。很多時(shí)候?qū)τ谝延械腸++代碼也不想用python重寫，此時(shí)就自然而然地想到用python調(diào)用c或者c++，兩全其美。
然而根據(jù)這些博客的說(shuō)法，python只能實(shí)現(xiàn)c的調(diào)用，如果需要調(diào)用c++，還需要對(duì)c++代碼進(jìn)行額外的處理。

首先是python調(diào)用c代碼：

//gcc -g -o libpycall_c.so -shared -fPIC pycall_c.c
#include ?
#include ?
int foo(int a, int b)?
{?
? printf("you input %d and %d\n", a, b);?
? return a+b;?
}?

此處一定要用gcc進(jìn)行編譯，，如果用g++就搞成c++了，python不能直接調(diào)用c++！（我在這里報(bào)錯(cuò)了很久，因?yàn)槲矣玫氖莋++）

import ctypes?
lib = ctypes.CDLL("./libpycall_c.so") ??
lib.foo(1, 3)?
print '***finish***'

可見(jiàn)python調(diào)用c的方式還是很直接的。當(dāng)調(diào)用c++時(shí)，使用g++編譯生成C動(dòng)態(tài)庫(kù)的代碼中的函數(shù)或者方法，需要使用extern “C”來(lái)進(jìn)行編譯。

//g++ -g -o libpycall.so -shared -fPIC pycall.c
#include 
using namespace std;
int foo(int a, int b){
? ? cout << "the number you input:" << a << "\t" << b << endl;
? ? return a + b;
}
extern "C" {
? ?int foo_(int a, int b){
? ? ? ?foo(a, b); ?
? ? }
}

對(duì)應(yīng)的python代碼：

import ctypes?
lib = ctypes.CDLL("./libpycall.so") ??
lib.foo_(1, 3)?
print '***finish***'

更高級(jí)一點(diǎn)，c++定義一個(gè)類，通過(guò)python調(diào)用c++類的方法。

首先寫一個(gè)c++類：

//g++ -g -o libpycall.so -shared -fPIC -std=c++11 pycall.cpp
#include 

using namespace std;

class TestLib{
? ? private:
? ? ? ? int number = 0;

? ? public:
? ? ? ? void set_number(int num){
? ? ? ? ? ? number = num;
? ? ? ? }
? ? ? ? int get_number(){
? ? ? ? ? ? return number;
? ? ? ? }
};?

extern "C" {
? ? TestLib obj;
? ? int get_number(){
? ? ? ? return obj.get_number();
? ? }
? ? void set_number(int num){
? ? ? ? obj.set_number(num);
? ? }
}

然后是python調(diào)用：

import ctypes

lib = ctypes.CDLL("./libpycall.so")
print lib.get_number() ?#0
lib.set_number(10)
print lib.get_number() ? #10

swig

Swig是一種軟件開(kāi)發(fā)工具，能讓一些腳本語(yǔ)言調(diào)用C/C++語(yǔ)言的接口。它實(shí)現(xiàn)的方法是，通過(guò)編譯程序?qū)/C++的聲明文件(.i文件)編譯成C/C++的包裝器源代碼(.c或.cxx)。通過(guò)直接調(diào)用這樣的包裝器接口，腳本語(yǔ)言可以間接調(diào)用C/C++語(yǔ)言的程序接口。SWIG支持的語(yǔ)言有：Perl, Python, Tcl, Ruby, Guile, and Java。

假如有這樣一段C的代碼，文件名為example.c：

/* File : example.c */

double ?My_variable ?= 3.0;

/* Compute factorial of n */
int ?fact(int n) {
? ? if (n <= 1) return 1;
? ? else return n*fact(n-1);
}

/* Compute n mod m */
int my_mod(int n, int m) {
? ? return(n % m);
}

我們想在腳本語(yǔ)言的代碼里面調(diào)用fact函數(shù)。可以通過(guò)一段非常簡(jiǎn)單的SWIG腳本，文件名為example.i：(這里的格式非常重要，即使第一行的注釋也不能省略)

/* File : example.i */
%module example
%{
/* Put headers and other declarations here */
extern double My_variable;
extern int ? ?fact(int);
extern int ? ?my_mod(int n, int m);
%}

extern double My_variable;
extern int ? ?fact(int);
extern int ? ?my_mod(int n, int m);

這段.i文件分成3個(gè)部分：

  • 第一部分是 %module example， %module是SWIG腳本的一個(gè)命令，它表示生成的包裝器將在一個(gè)模塊內(nèi)的名稱。
  • 第二部分是%{… %}，這一部分的內(nèi)容會(huì)原封不動(dòng)的插入到xxxx_wrap.c或xxxx_wrap.cxx文件中。
  • 第三部分就是剩下的部分了。這部分就是C語(yǔ)言或者C++語(yǔ)言的接口聲明了。和C/C++的語(yǔ)法是一樣的。

接下來(lái)以linux操作系統(tǒng)下，為python語(yǔ)言生成接口為例：

swig -python example.i

執(zhí)行上述語(yǔ)句會(huì)生成兩個(gè)文件example.py和example_wrap.c。 example.py就是python語(yǔ)言可以調(diào)用的example模塊，而example_wrap.c則封裝了example.c的封裝器。

然后執(zhí)行第二步：

gcc -c -fPIC example.c example_wrap.c -I/usr/include/python2.7

執(zhí)行該步會(huì)生成兩個(gè)o文件，example.o和example_wrap.o。

最后執(zhí)行：

g++ -shared example.o example_wrap.o -o _example.so

這一步會(huì)將上面兩個(gè)o文件封裝成一個(gè)新的動(dòng)態(tài)庫(kù)，_example.so。在這之后就可以在python內(nèi)直接調(diào)用example.c提供的接口了。

import example
print example.fact(3)
print example.cvar.My_variable ? #注意這里的參數(shù)不能直接用，得用cvar。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/LordofRobots/article/details/77870862

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