深入淺析 C++ 調用 Python 模塊

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C語言|點擊：次

一般開發(fā)過游戲的都知道Lua和C++可以很好的結合在一起，取長補短，把Lua腳本當成類似動態(tài)鏈接庫來使用，很好的利用了腳本開發(fā)的靈活性。而作為一門流行的通用型腳本語言Python，也是可以做到的。在一個C++應用程序中，我們可以用一組插件來實現(xiàn)一些具有統(tǒng)一接口的功能，一般插件都是使用動態(tài)鏈接庫實現(xiàn)，如果插件的變化比較頻繁，我們可以使用Python來代替動態(tài)鏈接庫形式的插件（堪稱文本形式的動態(tài)鏈接庫），這樣可以方便地根據(jù)需求的變化改寫腳本代碼，而不是必須重新編譯鏈接二進制的動態(tài)鏈接庫。靈活性大大的提高了。

作為一種膠水語言，Python 能夠很容易地調用 C 、 C++ 等語言，也能夠通過其他語言調用 Python 的模塊。

Python 提供了 C++ 庫，使得開發(fā)者能很方便地從 C++ 程序中調用 Python 模塊。

具體的文檔參考官方指南：

Embedding Python in Another Application

調用方法

1 鏈接到 Python 調用庫

Python 安裝目錄下已經(jīng)包含頭文件( include 目錄)和庫文件 ( Windows 下為 python27.lib)。

使用之前需要鏈接到此庫。

2 直接調用 Python 語句

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

3 加載 Python 模塊并調用函數(shù)

~/test 目錄下含有 test.py :

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

則可以通過以下代碼調用 test_add 函數(shù) :

<code class="language-cpp hljs ">#include "python/Python.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
Py_Initialize(); // 初始化
// 將Python工作路徑切換到待調用模塊所在目錄，一定要保證路徑名的正確性
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);
// 加載模塊
PyObject* moduleName = PyString_FromString("test"); //模塊名，不是文件名
PyObject* pModule = PyImport_Import(moduleName);
if (!pModule) // 加載模塊失敗
{
cout << "[ERROR] Python get module failed." << endl;
return 0;
}
cout << "[INFO] Python get module succeed." << endl;
// 加載函數(shù)
PyObject* pv = PyObject_GetAttrString(pModule, "test_add");
if (!pv || !PyCallable_Check(pv)) // 驗證是否加載成功
{
cout << "[ERROR] Can't find funftion (test_add)" << endl;
return 0;
}
cout << "[INFO] Get function (test_add) succeed." << endl;
// 設置參數(shù)
PyObject* args = PyTuple_New(2); // 2個參數(shù)
PyObject* arg1 = PyInt_FromLong(4); // 參數(shù)一設為4
PyObject* arg2 = PyInt_FromLong(3); // 參數(shù)二設為3
PyTuple_SetItem(args, 0, arg1);
PyTuple_SetItem(args, 1, arg2);
// 調用函數(shù)
PyObject* pRet = PyObject_CallObject(pv, args);
// 獲取參數(shù)
if (pRet) // 驗證是否調用成功
{
long result = PyInt_AsLong(pRet);
cout << "result:" << result;
}
Py_Finalize(); ## 釋放資源
return 0;
}
</iostream></code>

參數(shù)傳遞

1 C++ 向 Python 傳遞參數(shù)

Python 的參數(shù)實際上是元組，因此傳參實際上就是構造一個合適的元組。

常用的有兩種方法：

使用 PyTuple_New 創(chuàng)建元組， PyTuple_SetItem 設置元組值

<code class="language-cpp hljs ">PyObject* args = PyTuple_New(3);
PyObject* arg1 = Py_BuildValue("i", 100); // 整數(shù)參數(shù)
PyObject* arg2 = Py_BuildValue("f", 3.14); // 浮點數(shù)參數(shù)
PyObject* arg3 = Py_BuildValue("s", "hello"); // 字符串參數(shù)
PyTuple_SetItem(args, 0, arg1);
PyTuple_SetItem(args, 1, arg2);
PyTuple_SetItem(args, 2, arg3);</code>

直接使用Py_BuildValue構造元組

<code class="language-cpp hljs ">PyObject* args = Py_BuildValue("ifs", 100, 3.14, "hello");
PyObject* args = Py_BuildValue("()"); // 無參函數(shù)</code>

i, s, f之類的格式字符串可以參考格式字符串

2 轉換 Python 返回值

調用 Python 得到的都是PyObject對象，因此需要使用 Python 提供的庫里面的一些函數(shù)將返回值轉換為 C++ , 例如 PyInt_AsLong，PyFloat_AsDouble， PyString_AsString 等。

還可以使用 PyArg_ParseTuple 函數(shù)來將返回值作為元組解析。

PyArg_Parse 也是一個使用很方便的轉換函數(shù)。

PyArg_ParseTuple 和 PyArg_Parse 都使用格式字符串

注意事項

需要將 Python 的工作目錄切換到模塊所在路徑按照模塊名加載而不是文件名模塊加載或者函數(shù)加載需要驗證是否成功，否則可能會引起堆棧錯誤導致程序崩潰需要使用 Py_DECREF(PyObject*) 來解除對象的引用(以便Python垃圾回收)

以上所述是小編給大家介紹的C++ 調用 Python 模塊的相關知識，希望對大家有所幫助！

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本文標題：深入淺析 C++ 調用 Python 模塊

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