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python?與c++相互調用實現_python

作者：kuokay ? 更新時間： 2022-05-04 編程語言

一、c++調用Python

將Python安裝目錄下的include和libs文件夾引入到項目中，將libs目錄下的python37.lib復制一份為python37_d.lib

1.Python腳本

def Hello():
? ? print("Hello")
? ? ?
def Add(a,b):
? ? return ?a+b

2.C++調用python腳本

#include 
using namespace std;
?
int main()
{
? ? Py_Initialize(); ? ? ? ? ? ? ?//初始化，創建一個Python虛擬環境
? ? if (Py_IsInitialized())
? ? {
? ? ? ? PyObject* pModule = NULL;
? ? ? ? PyObject* pFunc = NULL;
? ? ? ? pModule = PyImport_ImportModule("test_python"); ?//參數為Python腳本的文件名
? ? ? ? if (pModule)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "Hello"); ? //獲取函數
? ? ? ? ? ? PyEval_CallObject(pFunc, NULL); ? ? ? ? ? //執行函數
? ? ? ? }
? ? ? ? else
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? printf("導入Python模塊失敗...\n");
? ? ? ? }
? ? }
? ? else
? ? {
? ? ? ? printf("Python環境初始化失敗...\n");
? ? }
? ? Py_Finalize();
}

二、接口方法

Python3.6提供給C/C++接口函數，基本都是定義pylifecycle.h，pythonrun.h，ceval.h中。

  • Py_Initialize() 和 Py_Finalize()：必須先調用Py_Initialize()進行初始化，這個API用來分配Python解釋器使用的全局資源，應用程序結束時需要調用Py_Finalize()來關閉Python的使用環境。
  • Py_IsInitialized()：用來判斷Python解釋器是否初始化成功，true為成功，false為失敗。
  • PyErr_Print() & PyErr_Clear()：執行Python出錯時，PyErr_Print()可將錯誤信息顯示出來，PyErr_Clear()將錯誤信息在Python解釋器的緩存清除。
  • PyRun_SimpleString()：這個函數能夠用來執行簡單的Python語句。
  • PyEval_InitThreads()：如果使用多線程調用Python腳本，就需要在初始化Python解釋器時調用PyEval_InitThreads()來啟用線程支持（導致Python內部啟用線程鎖），最好在主線程啟動時就調用。該API同時也鎖定全局解釋鎖，所以，還需要在初始化完成后需要自行釋放鎖。
  • 如果不需要使用多線程，不建議啟用該選項，互斥鎖也會不可避免的增加系統開銷。

1.規范化語法

#include //添加python的聲明
?
using namespace std;
?
int main()
{
Py_Initialize(); //1、初始化python接口
?
//初始化使用的變量
PyObject* pModule = NULL;
PyObject* pFunc = NULL;
PyObject* pName = NULL;
?
//2、初始化python系統文件路徑，保證可以訪問到 .py文件
PyRun_SimpleString("import sys");
PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");
?
//3、調用python文件名。當前的測試python文件名是test.py。在使用這個函數的時候，只需要寫文件的名稱就可以了。不用寫后綴。
pModule = PyImport_ImportModule("test");
?
//4、調用函數
pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "AdditionFc");
?
//5、給python傳參數
PyObject* pArgs = PyTuple_New(2);//函數調用的參數傳遞均是以元組的形式打包的,2表示參數個數。如果AdditionFc中只有一個參數時，寫1就可以了。這里只先介紹函數必須有參數存在的情況。
?
?
PyTuple_SetItem(pArgs, 0, Py_BuildValue("i", 2)); //0：表示序號。第一個參數。
PyTuple_SetItem(pArgs, 1, Py_BuildValue("i", 4)); //1：也表示序號。第二個參數。i：表示傳入的參數類型是int類型。
?
//6、使用C++的python接口調用該函數
PyObject* pReturn = PyEval_CallObject(pFunc, pArgs);
?
//7、接收python計算好的返回值
int nResult;
PyArg_Parse(pReturn, "i", &nResult);//i表示轉換成int型變量。在這里，最需要注意的是：PyArg_Parse的最后一個參數，必須加上“&”符號。
?
//8、結束python接口初始化
Py_Finalize();
}

三、Pthon調用c++

python調用c++一種是基于extern 的方式，另一種是swig

1.基于extern

初級版：

首先先看一下Python調用c

C代碼：

#include ?
#include ?
int foo(int a, int b)?
{?
? printf("you input %d and %d\n", a, b);?
? return a+b;?
}?

Python代碼：

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

編譯：

gcc -g -o libpycall_c.so -shared -fPIC pycall_c.c

然后基于c++改造上述代碼(使用g++編譯生成C動態庫的代碼中的函數或者方法，需要使用extern “C”來進行編譯)

c++代碼：

#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); ?
? ? }
}

python代碼：

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

編譯：

g++ -g -o libpycall.so -shared -fPIC pycall.cpp

升級版：

c++定義一個類，通過python調用c++類的方法

#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);
? ? }
}

python 代碼：

import ctypes

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

編譯：

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

2.基于swig

Swig是一種軟件開發工具，能讓一些腳本語言調用C/C++語言的接口。它實現的方法是，通過編譯程序將C/C++的聲明文件(.i文件)編譯成C/C++的包裝器源代碼(.c或.cxx)。通過直接調用這樣的包裝器接口，腳本語言可以間接調用C/C++語言的程序接口。

參考地址:https://github.com/swig/swig

首先安裝，源碼或者pip

案例：

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);
}

你想在你的腳本語言的代碼里面調用fact函數。你可以通過一段非常簡單的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個部分：

  • 第一部分是%module example，%module是SWIG腳本的一個命令，它表示生成的包裝器將在一個模塊內的名稱。
  • 第二部分是%{… %}，這一部分的內容會原封不動的插入到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語言或者C++語言的接口聲明了。和C/C++的語法是一樣的。

接下來以linux操作系統下，為python語言生成接口為例：

swig -python example.i

執行上述語句會生成兩個文件example.py和example_wrap.c。example.py就是python語言可以調用的example模塊，而example_wrap.c則封裝了example.c的封裝器。

然后執行第二步：

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

執行該步會生成兩個o文件，example.o和example_wrap.o。

最后執行：

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

這一步會將上面兩個o文件封裝成一個新的動態庫，_example.so。在這之后就可以在python內直接調用example.c提供的接口了。

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

原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_45066628/article/details/122715357

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