C++调用Python的好处

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0、背景

用熟了python后，再使用C++的就觉得很不方便，因为每一次编程完毕都要编译一遍。殊不知，有些情况下，在C++程序中配合使用python程序反而很方便。

比如。

在一个C/C++应用程序中，我们一般用一组插件来实现一些具有统一接口的功能。这个插件一般都是使用动态链接库来实现的。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。这样可以很方便地根据需求的变化改写脚本代码（进行不同的数据处理），而不是必须重新编译链接二进制的动态链接库。

1、调用原理

c++ 调用 python ，本质上是在 c++ 中启动了一个 python 解释器，由解释器对 python 相关的代码进行执行，执行完毕后释放资源，达到调用目的。

下边的代码 main.cpp 包含了调用的基本流程。

// main.cpp#include <Python.h>int main(int argc, char *argv[]) {  // 初始化python解释器.C/C++中调用Python之前必须先初始化解释器  Py_Initialize();    // 执行一个简单的执行python脚本命令  PyRun_SimpleString("print('hello world')\n");   // 撤销Py_Initialize()和随后使用Python/C API函数进行的所有初始化  Py_Finalize();  return 0;}

编译方法：

g++ main.cpp  -I /usr/include/python3.5 -l python3.5m -o test

（注意这里要替换为你实际使用的 python 库和头文件路径，可以使用 whereis python 指令找到）。

本处将上述编译的代码写成了一个简单的shell脚本。文件及文件内容汇总如下：

运行后输出如下：

2、无参函数调用

在上边的例子中，我们介绍了在 c++ 中执行 python 语句的方法，简单的完成了一个 print 功能。而实际使用时，我们需要调用 python 模块以及模块中的函数，并且有可能需要参数传递以及返回值获取。

我们首先先实现一个简单的无参数传递的函数调用功能。

先修改main.cpp的内容如下：

#include <Python.h>#include <iostream> using namespace std; int main(){    // 1、初始化python接口    Py_Initialize();  if(!Py_IsInitialized()){    cout << "python init fail" << endl;    return 0;  }    // 2、初始化python系统文件路径，保证可以访问到 .py文件  PyRun_SimpleString("import sys");  PyRun_SimpleString("sys.path.append('./script')");     // 3、调用python文件名，不用写后缀  PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("sayhello");  if( pModule == NULL ){    cout <<"module not found" << endl;    return 1;  }    // 4、调用函数  PyObject* pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "say");  if( !pFunc || !PyCallable_Check(pFunc)){    cout <<"not found function add_num" << endl;    return 0;  }    //     PyObject_CallObject(pFunc, NULL);    // 5、结束python接口初始化  Py_Finalize();  return 0;}

再写一个python库, sayhello.py，脚本内容如下：

def say():    print("hello, limanman.")

文件放置如下所示。

编译并执行，效果如下：

3、有参函数调用

上述只是演示了下，C++中如何调用python的库和库里的函数，如下将演示如何进行参数传递。

首先修改main.cpp的代码如下所示：

#include<Python.h> #include <iostream>using namespace std;
int main(){    Py_Initialize(); //1、初始化python接口        //初始化使用的变量    PyObject* pModule = NULL;    PyObject* pFunc = NULL;    PyObject* pName = NULL;        //2、初始化python系统文件路径，保证可以访问到 .py文件    PyRun_SimpleString("import sys");    PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");        //3、调用python文件名。当前的测试python文件名是 myadd.py    // 在使用这个函数的时候，只需要写文件的名称就可以了。不用写后缀。    pModule = PyImport_ImportModule("myadd");        //4、调用函数    pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "AdditionFc");        //5、给python传参数    // 函数调用的参数传递均是以元组的形式打包的,2表示参数个数    // 如果AdditionFc中只有一个参数时，写1就可以了    PyObject* pArgs = PyTuple_New(2);     // 0：第一个参数，传入 int 类型的值 2    PyTuple_SetItem(pArgs, 0, Py_BuildValue("i", 2));     // 1：第二个参数，传入 int 类型的值 4    PyTuple_SetItem(pArgs, 1, Py_BuildValue("i", 4));         // 6、使用C++的python接口调用该函数    PyObject* pReturn = PyEval_CallObject(pFunc, pArgs);        // 7、接收python计算好的返回值    int nResult;    // i表示转换成int型变量。    // 在这里，最需要注意的是：PyArg_Parse的最后一个参数，必须加上“&”符号    PyArg_Parse(pReturn, "i", &nResult);    cout << "return result is " << nResult << endl;        //8、结束python接口初始化    Py_Finalize();}

其中 python 脚本内容如下

# myadd.pydef AdditionFc(a, b):    print("Now is in python module")    print("{} + {} = {}".format(a, b, a+b))    return a + b

编译并测试，效果如下：

效果很明显哦。

我们在C++中定义好了输入参数，并用python根据该参数进行了计算。

假如我们需要需要更改python程序，如下所示。

# myadd.pydef AdditionFc(a, b):    print("Now is in python module")    print("{} + {} = {}".format(a, b, a+b))    print("{} * {} = {}".format(a, b, a*b))    return a + b

修改完后，我们就能立即执行原始test程序，而不需要重新编译。

效果如下：

终于又可以愉快的在C++项目中，作为一个pythoner而存在了。

瑞斯拜。

来源：车路慢慢

python

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首次发布时间：2023-06-22