深入浅析 C++ 调用 Python 模块

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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