Python語言學習之C++調用python
C++調用python
在C/C++中嵌入Python，可以使用Python提供的強大功能，通過嵌入Python可以替代動態鏈接庫形式的接口，這樣可以方便地根據需要修改腳本代碼，而不用重新編譯鏈接二進制的動態鏈接庫。至少你可以把它當成文本形式的動態鏈接庫，需要的時候還可以改一改，只要不改變接口， C++的程序一旦編譯好了，再改就沒那麽方便了。
C++調用Python有兩種方式
第一種方式：通過找到Python模塊，類，方法，構造參數來調用。
第二中方式，就是通過構造出一個Python的腳本，用python引擎來執行。
第一種方式可能更為優雅，符合大多數的反射調用的特點。（如c#的反射機制，c#調用Com+，c#調用javascript腳本等）。
一個問題：兩種語言互相調用的時候，需要做數據結構（如基本類型，字符串，整數類型等，以及自定義的類等類型）間的轉換，共享內存中的一個對象。比如，如何將C++的對象實例傳入python中，並在python中使用。c++和python並不在一個進程中，因此可以使用boost的shared_ptr來實現。Python調用C++，換句話說就是需要把C++封裝成Python可以“理解”的類型。同理可知C++怎麽去調用Python腳本。
下面這個例子，主要是演示了c++調用python，可以在c++中形成一個python腳本，然後利用PyRun_SimpleString調用;並且，構造一個c++的對象，傳入到python中，並在python的腳本中調用其函數。
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VS中編譯運行
vs安裝配置
安裝python3.4，然後配置系統環境變量。
安裝Visual Studio2010（註意可以不用安裝其它好多東西，只要安裝c++就可以了）。[Visual Studio相關設置]
vs中新建一個win32控制臺應用程序，一路確定完成。
VS2010的配置(設置編譯環境)
1. c++調用python需要在vs2010中的cpp文件中加入，這個頭文件在python安裝目錄Python\include下
要成功引入就要把Python.h的頭文件目錄（如D:\python3.4.2\include放在菜單 > 項目 > 屬性 > C/C++ > 常規 > 附加包含目錄下（或者右鍵項目）
2. 還需要一個python34.lib，如果不導入的話，會提示你出現這個文件的缺失。文件在python\libs下，找到此文件之後進入VS2010，菜單 >項目 > 屬性 > 配置屬性 > VC++目錄 > 庫目錄，把剛才的絕對路徑（如D:\python3.4.2\libs）添加進去，此時變成這樣的了：D:\python3.4.2\libs;$(VCInstallDir)lib;$(VCInstallDir)atlmfc\lib;$(WindowsSdkDir)lib;$(FrameworkSDKDir)\lib。這樣就可以在VC程序中執行python文件了。
或者把D:\python3.4.2\libs放進項目 > 屬性 > 配置屬性 > 鏈接器 > 常規 > 附加庫目錄中。
Note: 上面的設置是對某個模式生效，如果將運行模式從debug改成了release，要再進去設置，否則設置不成功。
程序編輯
編輯c++代碼
將PythonInvoke.cpp文件改成下面的代碼，用於調用python程序helloworld
// PythonInvoke.cpp : 定義控制臺應用程序的入口點。
#include "stdafx.h"
#include
void main(){
Py_Initialize(); /*初始化python解釋器,告訴編譯器要用的python編譯器*/
PyRun_SimpleString("import helloworld"); /*調用python文件*/
PyRun_SimpleString("helloworld.printHello()");/*調用python文件中的函數*/
Py_Finalize(); /*結束python解釋器，釋放資源*/
system("pause");
}
Note: 當python代碼有錯誤時，PyImport_ImportModule函數返回NULL；
另一種調用方式的代碼
#include//前面所做的一切配置都是為了調用這個頭文件和相關庫
#include
using namespace std;
int main(){
Py_Initialize();//使用python之前，要調用Py_Initialize();這個函數進行初始化
PyObject * pModule = NULL;//聲明變量
PyObject * pFunc = NULL;// 聲明變量
pModule =PyImport_ImportModule("helloworld");//這裏是要調用的文件名
pFunc= PyObject_GetAttrString(pModule, "Hello");//這裏是要調用的函數名
PyEval_CallObject(pFunc, NULL);//調用函數
Py_Finalize();//調用Py_Finalize，這個根Py_Initialize相對應的。
return 0;
}
編輯python代碼
在項目源文件中，添加文件命令為helloworld.py
def printHello():
print("Hello World!")
.py文件保存在.cpp同目錄下
Note: 不能將python文件的名字命名為test.py,否則報錯，由於test.py是python內置python腳本文件，也就是python有自己的test.py文件，並且其優先級比你的高。。
皮皮blog
程序運行
如果你安裝的python是64位的，則vs2010中需要把解決方案平臺定位‘X64’的模式下，否則配置不成功。
報錯：fatal error LNK1112: 模塊計算機類型“X86”與目標計算機類型“x64”沖突。[fatal error LNK1112]
Release模式下運行
release模式下運行不用設置太多東西
修改運行選項
Debug改為Release
win32下拉配置，新建x64，一路確定
註意，執行下面之前要在release模式下再設置一次VS2010的配置
運行
運行成功！
Debug模式下運行
1. Debug下，python/libs目錄下的python34.lib需要復制並重命名為python34_d.lib的形式
設置：項目 > 屬性 > 配置屬性 > 鏈接器 > 輸入 > 附加依賴庫 > python34_d.lib。
[源碼編譯 python 生成 python26_d.lib ； 處理 error c101008d]
為什麽會有python34.lib和python34_d.lib的差別就是因為:python_d.lib是 庫的調試後形式，當我們以debug模式編譯工程時，python就用這個lib文件，但是這個文件是不可用 的。對於這點，最快的辦法就是強制要求python在任何情況下都是用非調試版本，就可以了。
就是說，不重命名的解決方法，對python頭文件python/include/pyconfig.h進行修改：
# if defined(_DEBUG)
# pragma comment(lib,"python34_d.lib")
# elif defined(Py_LIMITED_API)
# pragma comment(lib,"python3.lib")
# else
# pragma comment(lib,"python34.lib")
# endif /* _DEBUG */
將DEBUG條件下的lib由python34_d.lib改為python34.lib.
# if defined(_DEBUG)
# pragma comment(lib,"python34.lib")
2. 64位debug下的方案解決
右鍵項目名，點擊屬性，彈出項目屬性頁，找到鏈接器—高級，修改右側的目標計算機，選擇有X64的那個選項。如果沒有，則選擇編譯器Configuration Manager中new，添加amd64等平臺，然後工程屬性中選擇x64。
這一步好像也不用，只要在運行時選擇x64就可以了。見3.運行。
Note: 屬性 - 鏈接器 - 命令行 -附加選項:如果裏面有"/MACHINE:I386"之類的,要刪了。
3. 32位庫改成64位庫
項目 > 屬性 > 配置屬性 > Vc++目錄> 庫目錄，這裏要將32位庫改成64位庫，相當重要！
$(VCInstallDir)lib\amd64
$(VCInstallDir)atlmfc\lib\amd64
$(WindowsSdkDir)lib\x64
如：將D:\python3.4.2\libs;$(VCInstallDir)lib;$(VCInstallDir)atlmfc\lib;$(WindowsSdkDir)lib;$(FrameworkSDKDir)\lib
換成D:\python3.4.2\libs;$(VCInstallDir)lib\amd64;$(VCInstallDir)atlmfc\lib\amd64;$(WindowsSdkDir)lib\x64;$(FrameworkSDKDir)\lib
沒有這樣設置會報錯：msvcprtd.lib(MSVCP100D.dll) : fatal error LNK1112: module machine type ‘X86’ conflicts with target machine type ‘x64’
msvcprtd.lib(MSVCP100D.dll) : fatal error LNK1112: 模塊計算機類型“X86”與目標計算機類型“x64”沖突
[msvcprtd.lib(MSVCP100D.dll) : fatal error LNK1112: module machine type ‘X86’ conflicts with target machine type ‘x64’]
[msvcprtd.lib(MSVCP100D.dll) : fatal error LNK1112: module machine type ‘X86‘ conflicts with target machine type ‘x64‘]
還有一個cmake類似的問題[fatal error LNK1112: 模塊計算機類型“X86”與目標計算機類型“x64”沖突——我的解決方案]
3. 運行：右鍵項目名，選擇清理解決方案，清理完成之後重新生成解決方案，然後選擇X64平臺編譯器去debug，便可以調試成功。
可能存在的錯誤
c++調用python時報錯LINK : fatal error LNK1123: 轉換到 COFF 期間失敗: 文件無效或損壞
這個是由於日誌文件引起的，可以將項目\屬性\配置屬性\清單工具\輸入和輸出\嵌入清單：原來是“是”，改成“否”。
或者將項目\屬性\配置屬性\鏈接器\清單文件\生成清單：原來是“是”，改成“否”。
如果仍然無效，判斷是否已經安裝了VS2012，如果已經安裝，需要安裝VS2010 sp1補丁。
[鏈接器工具錯誤 LNK1123]
但是如果程序要加寫rc，必須帶清單才能正常使用。所以這種治標不治本的方法失效了。
還有一種解決方案：
出現這個問題的原因：可能是因為系統最近多次更新，出現了兩個版本的cvtres.exe。而系統變量裏將這倆都引用了，編譯的時候，不知道用哪個了，導致出錯。所以要刪掉一個。
一個在C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\cvtres.exe，另一個在你安裝VS的軟件目錄..\Microsoft Visual Studio 10.0\vc\bin\cvtres.exe
然後右鍵屬性-->詳細信息 查看兩者版本號，把老的Kill掉，就完了。
[徹底解決 LINK : fatal error LNK1123: 轉換到 COFF 期間失敗: 文件無效或損壞]
編譯時_RTC_Shutdown和_RTC_InitBase相關錯誤的解決方法：
error LNK2001: 無法解析的外部符號 _RTC_Shutdown;error LNK2001: 無法解析的外部符號 _RTC_InitBase
右鍵點擊項目，修改：屬性 > 配置屬性 > C/C++ > 代碼生成 > 基本運行時檢查，將值從“兩者(......)”改為“默認值”。
[編譯時_RTC_Shutdown和_RTC_InitBase相關錯誤的解決方法]
LINK : error LNK2001: 無法解析的外部符號 mainCRTStartup
其它錯誤
error LNK2019: 無法解析的外部符號 __imp_system，該符號在函數 main 中被引用
原因是system("pause");沒有include
[C++調用python配置及編譯出現的問題]
皮皮blog
命令行中直接調用執行
編譯選項, 需要手動指定Python 的include 路徑， 和鏈接接路徑。
代碼:
g++ Python.cpp -o Python-I/usr/include/python2.5 -L/usr/lib/python2.5-lpython2.5
皮皮blog
C++調用python帶參數傳遞
調用Python函數時，參數的傳遞，就是c++的類型，怎麽轉換成Python的類型；另外一個問題是，Python函數的返回值，怎麽轉換成C++中的類型。
在C程序中用Python腳本傳遞參數，或者獲得Python腳本的返回值，則要使用更多的函數來編寫C程序。由於Python有自己的數據類型，因此在C程序中要使用專門的API對相應的數據類型進行操作。
常用的函數有以下幾種
1．數字與字符串處理
在Python/C API中提供了Py_BuildValue()函數對數字和字符串進行轉換處理，使之變成Python中相應的數據類型。其函數原型如下所示。
PyObject* Py_BuildValue( const char *format, ...)
其參數含義如下。
· format：格式化字符串，如表8-1所示。
Py_BuildValue()函數中剩余的參數即要轉換的C語言中的整型、浮點型或者字符串等。其返回值為PyObject型的指針。在C語言中，所有的Python類型都被聲明為PyObject型。
2．列表操作
在Python/C API中提供了PyList_New()函數用以創建一個新的Python列表。PyList_New()函數的返回值為所創建的列表。其函數原型如下所示。
PyObject* PyList_New( Py_ssize_t len)
其參數含義如下。
· len：所創建列表的長度。
當列表創建以後，可以使用PyList_SetItem()函數向列表中添加項。其函數原型如下所示。
int PyList_SetItem( PyObject *list, Py_ssize_t index, PyObject *item)
其參數含義如下。
· list：要添加項的列表。
· index：所添加項的位置索引。
· item：所添加項的值。
同樣可以使用Python/C API中PyList_GetItem()函數來獲取列表中某項的值。PyList_GetItem()函數返回項的值。其函數原型如下所示。
PyObject* PyList_GetItem( PyObject *list, Py_ssize_t index)
其參數含義如下。
· list：要進行操作的列表。
· index：項的位置索引。
Python/C API中提供了與Python中列表操作相對應的函數。例如列表的append方法對應於PyList_Append()函數。列表的sort方法對應於PyList_Sort()函數。列表的reverse方法對應於PyList_Reverse()函數。其函數原型分別如下所示。
int PyList_Append( PyObject *list, PyObject *item)
int PyList_Sort( PyObject *list)
int PyList_Reverse( PyObject *list)
對於PyList_Append()函數，其參數含義如下。
· list：要進行操作的列表。
· item：要參加的項。
對於PyList_Sort()和PyList_Reverse()函數，其參數含義相同。
· list：要進行操作的列表。
3．元組操作
在Python/C API中提供了PyTuple_New()函數，用以創建一個新的Python元組。PyTuple_New()函數返回所創建的元組。其函數原型如下所示。
PyObject* PyTuple_New( Py_ssize_t len)
其參數含義如下。
· len：所創建元組的長度。
當元組創建以後，可以使用PyTuple_SetItem()函數向元組中添加項。其函數原型如下所示。
int PyTuple_SetItem( PyObject *p, Py_ssize_t pos, PyObject *o)
其參數含義如下所示。
· p：所進行操作的元組。
· pos：所添加項的位置索引。
· o：所添加的項值。
可以使用Python/C API中PyTuple_GetItem()函數來獲取元組中某項的值。PyTuple_GetItem()函數返回項的值。其函數原型如下所示。
PyObject* PyTuple_GetItem( PyObject *p, Py_ssize_t pos)
其參數含義如下。
· p：要進行操作的元組。
· pos：項的位置索引。
當元組創建以後可以使用_PyTuple_Resize()函數重新調整元組的大小。其函數原型如下所示。
int _PyTuple_Resize( PyObject **p, Py_ssize_t newsize)
其參數含義如下。
· p：指向要進行操作的元組的指針。
· newsize：新元組的大小。
4．字典操作
在Python/C API中提供了PyDict_New()函數用以創建一個新的字典。PyDict_New()函數返回所創建的字典。其函數原型如下所示。
PyObject* PyDict_New()
當字典創建後，可以使用PyDict_SetItem()函數和PyDict_SetItemString()函數向字典中添加項。其函數原型分別如下所示。
int PyDict_SetItem( PyObject *p, PyObject *key, PyObject *val)
int PyDict_SetItemString( PyObject *p, const char *key, PyObject *val)
其參數含義如下。
· p：要進行操作的字典。
· key：添加項的關鍵字，對於PyDict_SetItem()函數其為PyObject型，對於PyDict_SetItemString()函數其為char型。
· val：添加項的值。
使用Python/C API中的PyDict_GetItem()函數和PyDict_GetItemString()函數來獲取字典中某項的值。它們都返回項的值。其函數原型分別如下所示。
PyObject* PyDict_GetItem( PyObject *p, PyObject *key)
PyObject* PyDict_GetItemString( PyObject *p, const char *key)
其參數含義如下。
· p：要進行操作的字典。
· key：添加項的關鍵字，對於PyDict_GetItem()函數其為PyObject型，對於PyDict_GetItemString()函數其為char型。
使用Python/C API中的PyDict_DelItem()函數和PyDict_DelItemString()函數可以刪除字典中的某一項。其函數原型如下所示。
int PyDict_DelItem( PyObject *p, PyObject *key)
int PyDict_DelItemString( PyObject *p, char *key)
其參數含義如下。
· p：要進行操作的字典。
· key：添加項的關鍵字，對於PyDict_DelItem()函數其為PyObject型，對於PyDict_DelItemString()函數其為char型。
使用Python/C API中的PyDict_Next()函數可以對字典進行遍歷。其函數原型如下所示。
int PyDict_Next( PyObject *p, Py_ssize_t *ppos, PyObject **pkey, PyObject **pvalue)
其參數含義如下。
· p：要進行遍歷的字典。
· ppos：字典中項的位置，應該被初始化為0。
· pkey：返回字典的關鍵字。
· pvalue：返回字典的值。
在Python/C API中提供了與Python中字典操作相對應的函數。例如字典的item方法對應於PyDict_Items()函數。字典的keys方法對應於PyDict_Keys()函數。字典的values方法對應於PyDict_Values()函數。其函數原型分別如下所示。
PyObject* PyDict_Items( PyObject *p)
PyObject* PyDict_Keys( PyObject *p)
PyObject* PyDict_Values( PyObject *p)
其參數含義如下。
· p：要進行操作的字典。
5．釋放資源
Python使用引用計數機制對內存進行管理，實現自動垃圾回收。在C/C++中使用Python對象時，應正確地處理引用計數，否則容易導致內存泄漏。在Python/C API中提供了Py_CLEAR()、Py_DECREF()等宏來對引用計數進行操作。
當使用Python/C API中的函數創建列表、元組、字典等後，就在內存中生成了這些對象的引用計數。在對其完成操作後應該使用Py_CLEAR()、Py_DECREF()等宏來銷毀這些對象。其原型分別如下所示。
void Py_CLEAR( PyObject *o)
void Py_DECREF( PyObject *o)
其參數含義如下。
· o：要進行操作的對象。
對於Py_CLEAR()其參數可以為NULL指針，此時，Py_CLEAR()不進行任何操作。而對於Py_DECREF()其參數不能為NULL指針，否則將導致錯誤。
6．模塊與函數
使用Python/C API中的PyImport_Import()函數可以在C程序中導入Python模塊。PyImport_Import()函數返回一個模塊對象。其函數原型如下所示。
PyObject* PyImport_Import( PyObject *name)
其參數含義如下。
· name：要導入的模塊名。
使用Python/C API中的PyObject_CallObject()函數和PyObject_CallFunction()函數，可以在C程序中調用Python中的函數。其參數原型分別如下所示。
PyObject* PyObject_CallObject( PyObject *callable_object, PyObject *args)
PyObject* PyObject_CallFunction( PyObject *callable, char *format, ...)
對於PyObject_CallObject()函數，其參數含義如下。
· callable_object：要調用的函數對象。
· args：元組形式的參數列表。
對於PyObject_CallFunction()函數，其參數含義如下。
· callable_object：要調用的函數對象。
· format：指定參數的類型。
· ...：向函數傳遞的參數。
使用Python/C API中的PyModule_GetDict()函數可以獲得Python模塊中的函數列表。PyModule_GetDict()函數返回一個字典。字典中的關鍵字為函數名，值為函數的調用地址。其函數原型如下所示。
PyObject* PyModule_GetDict( PyObject *module)
其參數含義如下。
· module：已導入的模塊對象。
8.2.3 在C中嵌入Python實例
在VC++ 6.0中新建一個名為“EmbPython”的空“Win32 Console Application”工程。向其添加如下所示的“EmbPython.c”文件。
程序輸出如下所示。
-==在C中嵌入Python==-
使用Python中的sum函數求解下列數之和
0 1 2 3 4
Using Function sum
The result is: 10
使用Python中的函數分割以下字符串:
this is an example
結果如下所示:
this
is
an
example
按回車鍵退出程序
[Python嵌入C/C++ (Python核心編程)]
C++轉換成Python類型，Py_BuildValue()
http://www.python.org/doc/1.5.2p2/ext/buildValue.html
PyObject* pArgs=PyTuple_New(1); //有幾個參數，就是幾
PyTuple_SetItem(pArgs,0,Py_BuildValue("i",3)); //初始第一個參數，數據類型是i，就是int，值是3
返回值轉換如，PyArg_ParseTuple[PyArg_ParseTuple]
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python調用c++問題
“如果沒有參數從python到C++, 是正常的，但是有參數就廢了報錯”。我嘗試實現並找到答案。
http://stackoverflow.com/questions/145270/calling-c-c-from-python
1. 無參數 函數聲明C可用函數
2. 有參數 那麽實用SWIG 也就是我們需要一個接口文件 即
z.i file
%｛
#include "z.h"
extern 函數名(參數1， 參數2，...);
%｝
SWIG在不同語言互相調用發揮很重要的作用。
相關話題
SWIG
有一個外部工具叫SWIG，是Simplified Wrapper and Interface Generator 的縮寫。其作者為David Beazley，同時也是Python Essential Referenc 一書的作者。這個工具可以根據特別註釋過的C/C++頭文件生成能給Python，Tcl 和Perl 使用的包裝代碼。使用SWIG 可以省去你寫前面所說的樣板代碼的時間。你只要關心怎麽用C/C++解決你的實際問題就好了。你所要做的就是按SWIG 的格式編寫文件，其余的就都由SWIG 來完成。你可以通過下面的網址找到關於SWIG 的更多信息。
http://swig.org
Pyrex
創建C/C++擴展的一個很明顯的壞處是你必須要寫C/C++代碼。你能利用它們的優點，但更重要的是，你也會碰到它們的缺點。Pyrex 可以讓你只取擴展的優點，而完全沒有後顧之憂。它是一種更偏向Python 的C 語言和Python 語言的混合語言。事實上，Pyrex 的官方網站上就說“Pyrex 是具有C 數據類型的Python“。你只要用Pyrex 的語法寫代碼，然後運行Pyrex 編譯器去編譯源代碼。Pyrex會生成相應的C 代碼，這些代碼可以被編譯成普通的擴展。你可以在它的官方網站下載到Pyrex：
http://cosc.canterbury.ac.nz/~greg/python/Pyrex
Psyco
Pyrex 免去了我們再去寫純C 代碼的麻煩。不過，你要去學會它的那一套與眾不同的語法。最後，你的Pyrex 代碼還是會被轉成C 的代碼。無論你用C/C++，C/C++加上SWIG，還是Pyrex，都是因為你想要加快你的程序的速度。如果你可以在不改動你的Python 代碼的同時，又能獲得速度的提升，那該多好啊。
Psyco 的理念與其它的方法截然不同。與其改成C 的代碼，為何不讓你已有的Python 代碼
運行的更快一些呢？Psyco 是一個just-in-time(JIT)編譯器，它能在運行時自動把字節碼轉為本地代碼運行。所以，
你只要（在運行時）導入Psyco 模塊，然後告訴它要開始優化代碼就可以了。而不用修改自己的代
碼。Psyco 也可以檢查你代碼各個部分的運行時間，以找出瓶頸所在。你甚至可以打開日誌功能，來
查看Psyco 在優化你的代碼的時候，都做了些什麽。
你可以訪問以下網站獲取更多的信息：
http://psyco.sf.net
嵌入
嵌入是Python 的另一功能。與把C 代碼包裝到Python 中的擴展相對的，嵌入是把Python 解釋器包裝到C 的程序中。這樣做可以給大型的，單一的，要求嚴格的，私有的並且（或者）極其重要的應用程序內嵌Python 解釋器的能力。一旦內嵌了Python，世界完全不一樣了。
Python語言學習之C++調用python