深入浅析 C++ 调用 Python 模块

2019/7/10 23:00:27

编程Tag： 模块调用 python c

本文主要是介绍深入浅析 C++ 调用 Python 模块，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

一般开发过游戏的都知道Lua和C++可以很好的结合在一起，取长补短，把Lua脚本当成类似动态链接库来使用，很好的利用了脚本开发的灵活性。而作为一门流行的通用型脚本语言Python，也是可以做到的。在一个C++应用程序中，我们可以用一组插件来实现一些具有统一接口的功能，一般插件都是使用动态链接库实现，如果插件的变化比较频繁，我们可以使用Python来代替动态链接库形式的插件（堪称文本形式的动态链接库），这样可以方便地根据需求的变化改写脚本代码，而不是必须重新编译链接二进制的动态链接库。灵活性大大的提高了。

作为一种胶水语言，Python 能够很容易地调用 C 、 C++ 等语言，也能够通过其他语言调用 Python 的模块。

Python 提供了 C++ 库，使得开发者能很方便地从 C++ 程序中调用 Python 模块。

具体的文档参考官方指南：

Embedding Python in Another Application

调用方法

1 链接到 Python 调用库

Python 安装目录下已经包含头文件( include 目录)和库文件 ( Windows 下为 python27.lib)。

使用之前需要链接到此库。

2 直接调用 Python 语句

<code class="language-cpp hljs ">#include "python/Python.h"
int main()
{
Py_Initialize(); ## 初始化
PyRun_SimpleString("print 'hello'");
Py_Finalize(); ## 释放资源
}
</code>

3 加载 Python 模块并调用函数

~/test 目录下含有 test.py :

<code class="language-python hljs ">def test_add(a, b):
print 'add ', a, ' and ', b
return a+b</code>

则可以通过以下代码调用 test_add 函数 :

<code class="language-cpp hljs ">#include "python/Python.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
Py_Initialize(); // 初始化
// 将Python工作路径切换到待调用模块所在目录，一定要保证路径名的正确性
string path = "~/test";
string chdir_cmd = string("sys.path.append(\"") + path + "\")";
const char* cstr_cmd = chdir_cmd.c_str();
PyRun_SimpleString("import sys");
PyRun_SimpleString(cstr_cmd);
// 加载模块
PyObject* moduleName = PyString_FromString("test"); //模块名，不是文件名
PyObject* pModule = PyImport_Import(moduleName);
if (!pModule) // 加载模块失败
{
cout << "[ERROR] Python get module failed." << endl;
return 0;
}
cout << "[INFO] Python get module succeed." << endl;
// 加载函数
PyObject* pv = PyObject_GetAttrString(pModule, "test_add");
if (!pv || !PyCallable_Check(pv)) // 验证是否加载成功
{
cout << "[ERROR] Can't find funftion (test_add)" << endl;
return 0;
}
cout << "[INFO] Get function (test_add) succeed." << endl;
// 设置参数
PyObject* args = PyTuple_New(2); // 2个参数
PyObject* arg1 = PyInt_FromLong(4); // 参数一设为4
PyObject* arg2 = PyInt_FromLong(3); // 参数二设为3
PyTuple_SetItem(args, 0, arg1);
PyTuple_SetItem(args, 1, arg2);
// 调用函数
PyObject* pRet = PyObject_CallObject(pv, args);
// 获取参数
if (pRet) // 验证是否调用成功
{
long result = PyInt_AsLong(pRet);
cout << "result:" << result;
}
Py_Finalize(); ## 释放资源
return 0;
}
</iostream></code>

参数传递

1 C++ 向 Python 传递参数

Python 的参数实际上是元组，因此传参实际上就是构造一个合适的元组。

常用的有两种方法：

使用 PyTuple_New 创建元组， PyTuple_SetItem 设置元组值

<code class="language-cpp hljs ">PyObject* args = PyTuple_New(3);
PyObject* arg1 = Py_BuildValue("i", 100); // 整数参数
PyObject* arg2 = Py_BuildValue("f", 3.14); // 浮点数参数
PyObject* arg3 = Py_BuildValue("s", "hello"); // 字符串参数
PyTuple_SetItem(args, 0, arg1);
PyTuple_SetItem(args, 1, arg2);
PyTuple_SetItem(args, 2, arg3);</code>

直接使用Py_BuildValue构造元组

<code class="language-cpp hljs ">PyObject* args = Py_BuildValue("ifs", 100, 3.14, "hello");
PyObject* args = Py_BuildValue("()"); // 无参函数</code>

i, s, f之类的格式字符串可以参考格式字符串

2 转换 Python 返回值

调用 Python 得到的都是PyObject对象，因此需要使用 Python 提供的库里面的一些函数将返回值转换为 C++ , 例如 PyInt_AsLong，PyFloat_AsDouble， PyString_AsString 等。

还可以使用 PyArg_ParseTuple 函数来将返回值作为元组解析。

PyArg_Parse 也是一个使用很方便的转换函数。

PyArg_ParseTuple 和 PyArg_Parse 都使用格式字符串

注意事项

需要将 Python 的工作目录切换到模块所在路径按照模块名加载而不是文件名模块加载或者函数加载需要验证是否成功，否则可能会引起堆栈错误导致程序崩溃需要使用 Py_DECREF(PyObject*) 来解除对象的引用(以便Python垃圾回收)

以上所述是小编给大家介绍的C++ 调用 Python 模块的相关知识，希望对大家有所帮助！

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