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Python调用C++程序的方法详解

转载 作者：qq735679552 更新时间：2022-09-27 22:32:09 26 4
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这篇CFSDN的博客文章Python调用C++程序的方法详解由作者收集整理，如果你对这篇文章有兴趣，记得点赞哟.

前言 。

大家都知道Python的优点是开发效率高，使用方便，C++则是运行效率高，这两者可以相辅相成，不管是在Python项目中嵌入C++代码，或是在C++项目中用Python实现外围功能，都可能遇到Python调用C++模块的需求，下面列举出集中c++代码导出成Python接口的几种基本方法，一起来学习学习吧.

原生态导出 。

Python解释器就是用C实现，因此只要我们的C++的数据结构能让Python认识，理论上就是可以被直接调用的。我们实现test1.cpp如下 。

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#include <Python.h>
 
int Add( int x, int y)
{
  return x + y;
}
 
int Del( int x, int y)
{
  return x - y;
}
 
PyObject * WrappAdd(PyObject * self , PyObject * args)
{
  int x, y;
  if (!PyArg_ParseTuple(args, "ii" , &x, &y))
  {
   return NULL;
  }
  return Py_BuildValue( "i" , Add(x, y));
}
 
PyObject * WrappDel(PyObject * self , PyObject * args)
{
  int x, y;
  if (!PyArg_ParseTuple(args, "ii" , &x, &y))
  {
   return NULL;
  }
  return Py_BuildValue( "i" , Del(x, y));
}
static PyMethodDef test_methods[] = {
  { "Add" , WrappAdd, METH_VARARGS, "something" },
  { "Del" , WrappDel, METH_VARARGS, "something" },
  {NULL, NULL}
};
 
extern "C"
void inittest1()
{
  Py_InitModule( "test1" , test_methods);
}

编译命令如下 。

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g + + - fPIC - shared test1.cpp - I / usr / include / python2. 6 - o test1.so

运行Python解释器，测试如下 。

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>>> import test1
>>> test1.Add( 1 , 2 )
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这里要注意一下几点 。

  1. 如果生成的动态库名字为test1，则源文件里必须有inittest1这个函数，且Py_InitModule的第一个参数必须是“test1”，否则Python导入模块会失败
  2. 如果是cpp源文件，inittest1函数必须用extern "C"修饰，如果是c源文件，则不需要。原因是Python解释器在导入库时会寻找initxxx这样的函数，而C和C++对函数符号的编码方式不同，C++在对函数符号进行编码时会考虑函数长度和参数类型，具体可以通过nm test1.so查看函数符号，c++filt工具可通过符号反解出函数原型

通过boost实现 。

我们使用和上面同样的例子，实现test2.cpp如下 。

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#include <boost/python/module.hpp>
#include <boost/python/def.hpp>
using namespace boost::python;
 
int Add(const int x, const int y)
{
  return x + y;
}
 
int Del(const int x, const int y)
{
  return x - y;
}
 
BOOST_PYTHON_MODULE(test2)
{
  def ( "Add" , Add);
  def ( "Del" , Del);
}

其中BOOST_PYTHON_MODULE的参数为要导出的模块名字 。

编译命令如下 。

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g + + test2.cpp - fPIC - shared - o test2.so - I / usr / include / python2. 6 - I / usr / local / include - L / usr / local / lib - lboost_python

注意： 编译时需要指定boost头文件和库的路径，我这里分别是/usr/local/include和/usr/local/lib 。

或者通过setup.py导出模块 。

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#!/usr/bin/env python
from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
 
setup(name = "PackageName" ,
  ext_modules = [
   Extension( "test2" , [ "test2.cpp" ],
   libraries = [ "boost_python" ])
  ])

Extension的第一个参数为模块名，第二个参数为文件名 。

执行如下命令 。

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python setup.py build

这时会生成build目录，找到里面的test2.so，并进入同一级目录，验证如下 。

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>>> import test2
>>> test2.Add( 1 , 2 )
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>>> test2.Del( 1 , 2 )
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导出类 。

test3.cpp实现如下 。

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#include <boost/python.hpp>
using namespace boost::python;
 
class Test
{
public:
  int Add(const int x, const int y)
  {
   return x + y;
  }
 
  int Del(const int x, const int y)
  {
   return x - y;
  }
};
 
BOOST_PYTHON_MODULE(test3)
{
  class_ <Test>( "Test" )
   . def ( "Add" , &Test::Add)
   . def ( "Del" , &Test::Del);
}

注意：BOOST_PYTHON_MODULE里的.def使用方法有点类似Python的语法，等同于 。

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class_ <Test>( "Test" ). def ( "Add" , &Test::Add);
class_ <Test>( "Test" ). def ( "Del" , &Test::Del);

编译命令如下 。

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g + + test3.cpp - fPIC - shared - o test3.so - I / usr / include / python2. 6 - I / usr / local / include / boost - L / usr / local / lib - lboost_python

测试如下 。

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>>> import test3
>>> test = test3.Test()
>>> test.Add( 1 , 2 )
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>>> test.Del( 1 , 2 )
- 1

导出变参函数 。

test4.cpp实现如下 。

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#include <boost/python.hpp>
using namespace boost::python;
 
class Test
{
public:
  int Add(const int x, const int y, const int z = 100 )
  {
   return x + y + z;
  }
};
 
int Del(const int x, const int y, const int z = 100 )
{
  return x - y - z;
}
 
BOOST_PYTHON_MEMBER_FUNCTION_OVERLOADS(Add_member_overloads, Add, 2 , 3 )
BOOST_PYTHON_FUNCTION_OVERLOADS(Del_overloads, Del, 2 , 3 )
 
BOOST_PYTHON_MODULE(test4)
{
  class_ <Test>( "Test" )
   . def ( "Add" , &Test::Add, Add_member_overloads(args( "x" , "y" , "z" ), "something" ));
  def ( "Del" , Del, Del_overloads(args( "x" , "y" , "z" ), "something" ));
}

这里Add和Del函数均采用了默认参数，Del为普通函数，Add为类成员函数，这里分别调用了不同的宏，宏的最后两个参数分别代表函数的最少参数个数和最多参数个数 。

编译命令如下 。

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g + + test4.cpp - fPIC - shared - o test4.so - I / usr / include / python2. 6 - I / usr / local / include / boost - L / usr / local / lib - lboost_python

测试如下 。

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>>> import test4
>>> test = test4.Test()
>>> print test.Add( 1 , 2 )
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>>> print test.Add( 1 , 2 ,z = 3 )
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>>> print test4.Del( 1 , 2 )
- 1
>>> print test4.Del( 1 , 2 ,z = 3 )
- 1

导出带Python对象的接口 。

既然是导出为Python接口，调用者难免会使用Python特有的数据结构，比如tuple,list,dict，由于原生态方法太麻烦，这里只记录boost的使用方法，假设要实现如下的Python函数功能 。

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def Square(list_a)
{
  return [x * x for x in list_a]
}

即对传入的list每个元素计算平方，返回list类型的结果 。

代码如下 。

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#include <boost/python.hpp>
 
boost::python:: list Square(boost::python:: list & data)
{
  boost::python:: list ret;
  for ( int i = 0 ; i < len (data); + + i)
  {
   ret.append(data[i] * data[i]);
  }
 
  return ret;
}
 
BOOST_PYTHON_MODULE(test5)
{
  def ( "Square" , Square);
}

编译命令如下 。

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g + + test5.cpp - fPIC - shared - o test5.so - I / usr / include / python2. 6 - I / usr / local / include / boost - L / usr / local / lib - lboost_python

测试如下 。

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>>> import test5
>>> test5.Square([ 1 , 2 , 3 ])
[ 1 , 4 , 9 ]

boost实现了boost::python::tuple, boost::python::list, boost::python::dict这几个数据类型，使用方法基本和Python保持一致，具体方法可以查看boost头文件里的boost/python/tuple.hpp及其它对应文件 。

另外比较常用的一个函数是boost::python::make_tuple() ，使用方法如下 。

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boost::python:: tuple ( int a, int b, int c)
{
  return boost::python::make_tuple(a, b, c);
}

总结 。

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流.

原文链接：http://littlewhite.us/archives/304 。

最后此篇关于Python调用C++程序的方法详解的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Python调用C++程序的方法详解的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。

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