日期：2010-08-24 07:34:50 来源：网络收集

C++调用Python函数

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Python代码在实现某些功能的时候非常方便，如果能够将Python代码与C++程序结合起来，那么一定会使Problem Solving方便许多（比如，游戏脚本系统）~jmj平坦软件园

从学完Python开始就一直想研究一下C++内嵌Python是怎么回事，可是每次都坚持不下来。。。今天上校内，偶然间看到同学求助，怎么实现输入表达式输出结果~我想到了Python的builtin函数eval，正好借这个机会研究一下怎么实现C++调用Python函数！jmj平坦软件园

假定您的系统中已经安装了Python，我使用的版本是2.6~jmj平坦软件园

1.配置IDE。jmj平坦软件园

我用的是VS2008，只需要将Python安装路径下的include文件夹和libs文件夹添加到C++目录中即可。步骤是：Tools -> Options -> Project & Solution -> VC++ Dir选择右上的Dropdown List，分别将include文件夹和libs文件夹添加到include和lib项中。jmj平坦软件园

2.编写Python脚本。jmj平坦软件园

为了完成自动计算值的功能，我写了如下的脚本（文件名是python_code.py）：jmj平坦软件园

def calculate(expression): try: result = eval(expression) except: print 'Eval error!' return None return result jmj平坦软件园

将这个文件与C++程序文件放到同一目录下，这样保证编译器可以根据相对路径找到。jmj平坦软件园

3.Python嵌入的方式 - 高级vs低级jmj平坦软件园

接下来进入C++内嵌Python函数的关键部分了。根据官方的帮助文档，有两个类型的Python调用，High Level与Low Level。High Level就是调用者不需要管理与Python相关的内存，只有3行代码即可，分别是Py_Initialize()来初始化解释器（注意，此时程序仍然是由C++的编译器进行编译），调用PyRun_SimpleString()其中参数是要执行的Python代码，如果是一个确定的Python文件，那么我们可以调用PyRun_SimpleFile()直接执行Python文件。最后调用Py_Finalize()方法结束解释器工作。jmj平坦软件园

使用High Level对程序员的要求非常少，基本就是会写Python代码就会在C++中调用Python的方法，但是弊端就是当前程序不能与Python的方法进行数据的交互，所以局限性非常大。jmj平坦软件园

所以，如果我们需要与Python程序进行交互，比如计算表达式的值，我们只能使用低级的方法了。jmj平坦软件园

4.Low Level程序编写步骤。jmj平坦软件园

说实话，以前几次当我想学习Python内嵌的时候都是因为看到为了进行Low Level调用而编写的冗长的C++代码，实在是太恐怖了。。可是今天静下来看一看其实只有4步：jmj平坦软件园

（1）导入要用到的模块：jmj平坦软件园

要导入模块其实很简单，首先我们需要提供模块的文件名，注意，跟Python中导入模块一样，这里的文件名不能包含".py"后缀，比如我的文件名是python_code.py，我在程序中只需要提供"python_code"这个字符串就可以了。这一部分代码如下（注意使用到的两个函数：PyString_FromString和PyImport_Import）：jmj平坦软件园

PyObject *pyFileName = PyString_FromString(filename.c_str()); PyObject *pyMod = PyImport_Import(pyFileName); // load the module jmj平坦软件园

注意，在C++中一切Python的object都是用PyObject*来代替。第一行语句将C++中的char数组转化为Python中的字符串，然后利用这个文件名导入模块！请注意函数是PyImport_Import，而不是别的。jmj平坦软件园

好了，模块导入之后我们需要验证模块导入是否成功，如果成功我们就可以进行第二步了，找到我们要调用的方法。jmj平坦软件园

（2）找到要调用的方法。jmj平坦软件园

基本原理是这样的，在C++中，如果我们有了模块，就可以获得模块对应的attr列表（dir(模块名)），然后我们就可以利用我们所需要的方法名找到我们所需要的那个attr。找到之后我们要判断时候找到成功，而且是否是可以调用的（callable）。这部分代码如下：jmj平坦软件园

// load the function PyObject *pyFunc = PyObject_GetAttrString(pyMod, methodname.c_str()); if(pyFunc && PyCallable_Check(pyFunc)) { // talk later!!! } jmj平坦软件园

第一句话首先利用PyObject_GetAttrString找到我们所需的“方法”对象，然后检测对象时候有效，是否是Callable的，如果这两者检测都成功了，那么ok，进入下一步。jmj平坦软件园

（3）构造参数。jmj平坦软件园

方法有了，接下来就缺参数了。参数是以tuple的形式传递给方法的，所以我们需要一个PyObject*对象来充当一个Tuple，利用PyTuple_New方法即可。这个方法的参数是tuple内元素的个数，我认为可以理解为参数的个数。由于我的Python代码只有一个参数，所以这里我直接给1，其他情况可以根据参数的数量赋值。jmj平坦软件园

然后解释构建参数了，根据参数的不用类型，可以调用不同的方法。这里由于我在C++程序中的参数是字符串，在Python中的参数也是一个字符串，所以我使用PyString_FromString方法，其中Py是前缀，第一个String指的是在Python代码中我们需要一个String，也就是目的参数类型，而FromString顾名思义，就是C++中参数的类型。这个方法接受一个参数，也就是一个string，注意，这个string其实是char型数组。返回的结果是一个PyObject*。jmj平坦软件园

最后一步是要把构造的参数赋值给我们的Tuple，用PyTuple_SetItem方法就可以了。第一个参数是指向Tuple的PyObject指针，第二个参数是value在Tuple中的位置参数，从0开始，最后一个就是咱们的value了，这部分代码如下：jmj平坦软件园

PyObject *pyParams = PyTuple_New(1); PyObject *pyValue = PyString_FromString(expression.c_str()); PyTuple_SetItem(pyParams, 0, pyValue); jmj平坦软件园

（4）调用方法，取返回值。jmj平坦软件园

好了，大功即将告成~最后一步当然是调用方法了！利用PyObject_CallObject方法，第一个参数是指向函数的那个PyObject指针，第二个参数则是指向我们Tuple的那个PyObject指针。返回值仍然是PyObject指针对象。我们需要对它进行解析，将它转换成C++的类型。这部分代码如下：jmj平坦软件园

// ok, call the function pyValue = PyObject_CallObject(pyFunc, pyParams); if(pyValue) { *result = PyFloat_AsDouble(pyValue); // result is a double var. return true; } jmj平坦软件园

好了，到这里调用的全部过程就完成了，其实还不赖。最后，为了方便大家理解，我把整个代码贴了上来。jmj平坦软件园

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特别说明，如果您是用Python安装包的形式安装的Python，那么这个程序只能以Release方式运行！原因是安装包版Python在libs文件夹下只有Release版的lib文件，而debug模式需要Python26_d.lib，也就是debug模式的。如果您在运行时提示无法打开python26_d.lib文件，那么请换成Release模式，或者下载Python源码自己编译，这样就会生成_d的lib文件了！jmj平坦软件园

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由于我的水平实在有限，文中难免有错误，希望各位看到之后留言指正！谢谢各位！jmj平坦软件园

#include <Python.h> // this is in <python-install-path>/include folder#include <conio.h>#include <iostream>#include <string>using namespace std;bool calc(string filename, string methodname, string expression, double *result){ PyObject *pyFileName = PyString_FromString(filename.c_str()); PyObject *pyMod = PyImport_Import(pyFileName); // load the module if(pyMod) // if ok { // load the function PyObject *pyFunc = PyObject_GetAttrString(pyMod, methodname.c_str()); if(pyFunc && PyCallable_Check(pyFunc)) { PyObject *pyParams = PyTuple_New(1); PyObject *pyValue = PyString_FromString(expression.c_str()); PyTuple_SetItem(pyParams, 0, pyValue); // ok, call the function pyValue = PyObject_CallObject(pyFunc, pyParams); if(pyValue) { *result = PyFloat_AsDouble(pyValue); return true; } else { return false; } } else { return false; } } else { return false; } return false;}int main(void){ string filename = "python_code"; // file name is settled! string methodname = "calculate"; // method name is also settled! string expression = ""; // get user input! double result = 0.0; printf("/nPlease input the expression: "); getline(cin, expression); // first init Py_Initialize(); if(calc(filename, methodname, expression, &result)) { printf("/nResult is : %lf/n", result); } else { printf("/nError occurred.../n"); } // last fini! Py_Finalize(); getch(); return 0;} jmj平坦软件园

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