Python容易扩展和嵌入。Python提供的许多标准模块支持C或者C++接口。Python和C可以一起工作，它可以嵌入到C或者C++的应用程序当中，因此可用Python语言为应用程序提供脚本接口，由于支持跨语言开发。
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可用Python设计概念化应用程序，并逐步移植到C，使用前不必用C重写应用程序。(Jython使Python可以和Java一起工作，使开发者可以在Python里面调Java的包，也可以在Java里面使用Python的对象。还有更妙的,由于Jython的解释器完全用Java编写，因此可以在支持Java的任何平台上部署Python程序，甚至WEB浏览器也可以直接运行Python脚本。)
提出问题在某个C++应用程序中，我们用一组插件来实现一些具有统一接口的功能，我们使用Python来代替动态链接库形式的插件，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。Python强大的功能足以胜任，但是有一些操作系统特定的功能需要用C++来实现，再由Python调用。所以，最基础地，我们需要做到：
1. 把Python嵌入到C++应用程序中，在C++程序中调用Python函数和获得变量的值；
2. 用C++为Python编写扩展模块(动态链接库)，在Python程序中调用C++开发的扩展功能函数。
用c语言编写一个动态库，提供两个函数，两个数的整形求和，两个浮点数的求和。取名为mylib.c。
将c函数文件编译成so动态库。运行gcc mylib.c -fPIC -shared -o libtest.so命令，在目录下可以看到生成的库文件libtest.so。
Python调用so库文件。首先导入ctypes，其次用CDLL加载so文件，最后调用对应的函数。将python代码保存到pydemo.py中。
执行python pydemo.py查看运行结果。
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在C/C++中嵌入Python也比较简单，首先需要在VC中添加Python的include文件目录和lib文件目录：
VC6.0下，打开 tools-options-directories-show directories for，将Python安装目录下的inlude目录添加到inlude files项中，将libs目录添加到library files项中。
VC2005下，打开tools-options-项目和解决方案-VC++目录，然后做相同工作。
代码如下：
//在debug下执行出错，“无法找到python31_d.lib文件”，后查到原因是：在debug下生成必须要有python31_d.lib文件，否则只能在release下生成
#include python.h
int main()
{
Py_Initialize();
PyRun_SimpleString("Print 'hi, python!'");
Py_Finalize();
return 0;
}
Py_Initialize函数原型是：void Py_Initialize()，在嵌入Python脚本时必须使用该函数，它初始化Python解释器，在使用其他的Python/C API之前必须先调用该函数。可以使用Py_IsInitialized函数判断是否初始化成功，成功返回True。
PyRun_SimpleString函数原型是int PyRun_SimpleString(const char *command)，用来执行一段Python代码。注意：是否需要维持语句间的缩进呢？
Py_Finalize函数原型是void Py_Finalize()，用于关闭Python解释器，释放解释器所占用的资源。
PyRun_SimpleFile函数可以用来运行".py"脚本文件，函数原型如下：
int PyRun_SimpleFile(FILE *fp, const char *filename);
其 中fp是打开的文件指针，filename是要运行的python脚本文件名。但是由于该函数官方发布的是由visual studio 2003.NET编译的，如果使用其他版本的编译器，FILE定义可能由于版本原因导致崩溃。同时，为简便起见可以使用如下方式来代替该函数：
PyRun_SimpleString("execfile(‘file.py’)"); //使用execfile来运行python文件
Py_BuildValue()用于对数字和字符串进行转换处理，变成Python中相应的数据类型（在C语言中，所有Python类型都被声明为PyObject类型），函数原型如下：
PyObject *Py_BuildValue(const char *format, …..);
PyString_String()用于将PyObject*类型的变量转换成C语言可以处理的char*型，具体原型如下：
char* PyString_String(PyObject *p);
列表操作函数：
PyObject * PyList_New(Py_ssize_t len);
int PyList_SetItem(PyObject *list, Py_ssize_t index, PyObject *item);
PyObject * PyList_GetItem(PyObject *list, Py_ssize_t index);
int PyList_Append(PyObject *list, PyObject *item);
int PyList_Sort(PyObject *list);
int PyList_Reverse(PyObject *list);
Py_ssize_t PyList_Size(PyObject *list);
元组操作函数：
int PyTuple_New(Py_ssize_t len);
int PyTuple_SetItem(PyObject *p, Py_ssize_t pos, PyObject *o);
PyObject * PyTuple_GetItem(PyObject *p, Py_ssize_t pos);
int _PyTuple_Resize(PyObject **p, Py_ssize_t newsize); //注意是**指针
字典操作函数：
PyObject * PyDict_New();
int PyDict_SetItem(PyObject *p, PyObject *key, PyObject *val);
int PyDict_SetItemString(PyObject *p, const char *key, PyObject *val);
PyObject* PyDict_GetItem(PyObject *p, PyObject *key);
PyObject* PyDict_GetItemString(PyObject *p, const char *key);
//与PyDict_SetItemString对应
int PyDict_DelItem(PyObject *p, PyObject *key);
int PyDict_DelItemString(PyObject *p, char *key);
//与PyDict_SetItemString对应
int PyDict_Next(PyObject *p, Py_ssize_t *ppos, PyObject **pkey, PyObject **pvalue);
PyObject* PyDict_Items(PyObject *p);
PyObject* PyDict_keys(PyObject *p);
PyObject* PyDict_Values(PyObject *p);
在C/C++中使用Python对象应正确地处理引用计数问题，否则容易导致内存泄漏。当使用Python/C API中的函数创建列表、元组、字典等后，在对其完成操作后应该使用Py_CLEAR()和Py_DECREF()等宏来销毁这些对象。原型如下：
void Py_CLEAR(PyObject *o);
void Py_DECREF(PyObject *o);
其中，对于Py_CLEAR函数，参数可以为NULL指针，表示不进行任何操作，但是Py_DECREF函数不能为NULL指针，否则导致错误。
使用PyImport_Import()函数可以在C中导入Python模块，返回一个模块对象。函数原型为：
PyObject* PyImport_Import(PyObject *name);
PyModule_GetDict()函数可以获得Python模块中的函数列表，返回一个字典，字典中的关键字为函数名，值为函数的调用地址。原型如下：
PyObject* PyModule_GetDict(PyObject *module);
使用PyObject_CallObject()函数和PyObject_CallFunction()函数可以在C中调用Python中的函数，原型如下：
PyObject* PyObject_CallObject(PyObject *callable_object, PyObject *args);
//args是元组形式
PyObject* PyObject_CallFunction(PyObject *callable, char *format, ……);
//format是类似”iss”这样的参数类型，后面是指定参数
可以使用PyCallable_Check(func)来判断是否可以调用函数，可以则返回True。
Python是解释性语言, 底层就是用c实现的, 所以用python调用C是很容易的, 下面就总结一下各种调用的方法, 给出例子, 所有例子都在ubuntu9.10, python2.6下试过
1. Python 调用 C (base)
想在python中调用c函数, 如这儿的fact
#include Python.h
int fact(int n)
{
if (n = 1)
return 1;
else
return n * fact(n - 1);
}
PyObject* wrap_fact(PyObject* self, PyObject* args)
{
int n, result;
if (! PyArg_ParseTuple(args, "i:fact", n))
return NULL;
result = fact(n);
return Py_BuildValue("i", result);
}
static PyMethodDef exampleMethods[] =
{
{"fact", wrap_fact, METH_VARARGS, "Caculate N!"},
{NULL, NULL}
};
void initexample()
{
PyObject* m;
m = Py_InitModule("example", exampleMethods);
}
把这段代码存为wrapper.c, 编成so库,
gcc -fPIC wrapper.c -o example.so -shared -I/usr/include/python2.6 -I/usr/lib/python2.6/config
然后在有此so库的目录, 进入python, 可以如下使用
import example
example.fact(4)
2. Python 调用 C++ (base)
在python中调用C++类成员函数, 如下调用TestFact类中的fact函数,
#include Python.h
class TestFact{
public:
TestFact(){};
~TestFact(){};
int fact(int n);
};
int TestFact::fact(int n)
{
if (n = 1)
return 1;
else
return n * (n - 1);
}
int fact(int n)
{
TestFact t;
return t.fact(n);
}
PyObject* wrap_fact(PyObject* self, PyObject* args)
{
int n, result;
if (! PyArg_ParseTuple(args, "i:fact", n))
return NULL;
result = fact(n);
return Py_BuildValue("i", result);
}
static PyMethodDef exampleMethods[] =
{
{"fact", wrap_fact, METH_VARARGS, "Caculate N!"},
{NULL, NULL}
};
extern "C" //不加会导致找不到initexample
void initexample()
{
PyObject* m;
m = Py_InitModule("example", exampleMethods);
}
把这段代码存为wrapper.cpp, 编成so库,
g++ -fPIC wrapper.cpp -o example.so -shared -I/usr/include/python2.6 -I/usr/lib/python2.6/config
然后在有此so库的目录, 进入python, 可以如下使用
import example
example.fact(4)
3. Python 调用 C++ (Boost.Python)
Boost库是非常强大的库, 其中的python库可以用来封装c++被python调用, 功能比较强大, 不但可以封装函数还能封装类, 类成员.
首先在ubuntu下安装boost.python, apt-get install libboost-python-dev
#include boost/python.hpp
char const* greet()
{
return "hello, world";
}
BOOST_PYTHON_MODULE(hello)
{
using namespace boost::python;
def("greet", greet);
}
把代码存为hello.cpp, 编译成so库
g++ hello.cpp -o hello.so -shared -I/usr/include/python2.5 -I/usr/lib/python2.5/config -lboost_python-gcc42-mt-1_34_1
此处python路径设为你的python路径, 并且必须加-lboost_python-gcc42-mt-1_34_1, 这个库名不一定是这个, 去/user/lib查
然后在有此so库的目录, 进入python, 可以如下使用
import hello
hello.greet()
'hello, world'
4. python 调用 c++ (ctypes)
ctypes is an advanced ffi (Foreign Function Interface) package for Python 2.3 and higher. In Python 2.5 it is already included.
ctypes allows to call functions in dlls/shared libraries and has extensive facilities to create, access and manipulate simple and complicated C data types in Python - in other words: wrap libraries in pure Python. It is even possible to implement C callback functions in pure Python.
#include Python.h
class TestFact{
public:
TestFact(){};
~TestFact(){};
int fact(int n);
};
int TestFact::fact(int n)
{
if (n = 1)
return 1;
else
return n * (n - 1);
}
extern "C"
int fact(int n)
{
TestFact t;
return t.fact(n);
}
将代码存为wrapper.cpp不用写python接口封装, 直接编译成so库,
g++ -fPIC wrapper.cpp -o example.so -shared -I/usr/include/python2.6 -I/usr/lib/python2.6/config
进入python, 可以如下使用
import ctypes
pdll = ctypes.CDLL('/home/ubuntu/tmp/example.so')
pdll.fact(4)
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这篇文章主要介绍了将Python代码嵌入C++程序进行编写的实例,尽管通常还是Python代码中调用C++程序的情况较多...需要的朋友可以参考下
把python嵌入的C++里面需要做一些步骤
安装python程序，这样才能使用python的头文件和库
在我们写的源文件中增加“Python.h”头文件，并且链入“python**.lib”库（还没搞清楚这个库时静态库还是导出库，需要搞清楚）
掌握和了解一些python的C语言api，以便在我们的c++程序中使用
常用的一些C API函数
在了解下面的函数之前有必要了解一下**PyObject***指针，python里面几乎所有的对象都是使用这个指针来指示的。
Py_Initialize（）Py_Finalize（）
在调用任何python的c函数之前需要调用的函数，“Py_Initialize”是用来初始化python模块的，推测是加载初始化加载dll的。对应的在使用python模块之后用“Py_Finalize”来释放模块。
PyImport_ImportModule（）
用来载入一个python模块，这个模块就是一般的python文件。这里需要注意的是，在加载这个模块的时候会执行模块里面所有可以执行的语句。包括import导入语句和在函数体之外的所有语句
PyObject_GetAttrString（）
返回模块里面的函数
Py_BuildValue（）
建立一个参数元组，一般都是用这个函数来建立元组，然后将这个元组作为参数传递给python里面的函数。
PyEval_CallObject（）
调用函数，并把“Py_BuildValue”建立的元组作为参数传递给被调用的函数
源码实例
下面的实例是在c++代码中调用Python的函数，传递参数并且获取返回值
test.cpp代码
[cpp] view plain copy
#include iostream
#include Python.h
using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{
Py_Initialize(); //初始化
PyObject* pModule = NULL;
PyObject* pFunc = NULL;
PyObject* pParam = NULL;
PyObject* pResult = NULL;
const char* pBuffer = NULL;
int iBufferSize = 0;
pModule = PyImport_ImportModule(“test_python");
if (!pModule)
{
cout "get module failed!" endl;
exit (0);
}
pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "main");
if (!pFunc)
{
cout "get func failed!" endl;
cout int(pFunc) endl;
exit (0);
}
pParam = Py_BuildValue("(s)", "HEHEHE");
pResult = PyEval_CallObject(pFunc,pParam);
if(pResult)
{
if(PyArg_Parse(pResult, "(si)", pBuffer, iBufferSize))
{
cout pBuffer endl;
cout iBufferSize endl;
}
}
Py_DECREF(pParam);
Py_DECREF(pFunc);
Py_Finalize();
//cout "hello" endl;
return 0;
}
test_python.py代码
[py] view plain copy
def main(szString):
return ("hello", 5)
若你是想调用 c 编写的DLL，可以使用ctypes调入使用；
#!/usr/bin/python
from ctypes import *
import os
#需要使用绝对路径
extest = cdll.LoadLibrary(os.getcwd() + '/DemoC.so')
或在windows下
#!/usr/bin/python
import ctypes
import os
if os.name == 'nt': # windows系统
_lib_name = os.getcwd() + '/DemoC.DLL'
dl200_lib = ctypes.WinDLL(dl200_lib_name)
