【转】C++调用Python

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 （from http://blog.csdn.net/marising/archive/2008/09/12/2917892.aspx, http://blog.csdn.net/marising/archive/2008/09/22/2962322.aspx)

   前两篇都是介绍Python调用C++的，换句话说，就是需要把C++封装成Python可以“理解”的类型。这篇，我打算说一下，C++怎么去调用Python脚本。其实这两者之间是相通的，就是需要可以互操作。按照惯例，先贴代码。
　　

test.cpp



　　


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#include <python2.6/Python.h>  
#include <iostream>  
#include <string>  
void printDict(PyObject* obj) {  
if (!PyDict_Check(obj))  
return;  
PyObject *k, *keys;  
keys = PyDict_Keys(obj);  
for (int i = 0; i < PyList_GET_SIZE(keys); i++) {  
k = PyList_GET_ITEM(keys, i);  
char* c_name = PyString_AsString(k);  
printf("%s\n", c_name);  
}  
}  
int main() {  
Py_Initialize();  
if (!Py_IsInitialized())  
return -1;  
PyRun_SimpleString("import sys");  
PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");  
//导入模块  
PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("testpy");  
if (!pModule) {  
printf("Cant open python file!\n");  
return -1;  
}  
//模块的字典列表  
PyObject* pDict = PyModule_GetDict(pModule);  
if (!pDict) {  
printf("Cant find dictionary.\n");  
return -1;  
}  
//打印出来看一下  
printDict(pDict);  
//演示函数调用  
PyObject* pFunHi = PyDict_GetItemString(pDict, "sayhi");  
PyObject_CallFunction(pFunHi, "s", "lhb");  
Py_DECREF(pFunHi);  
//演示构造一个Python对象，并调用Class的方法  
//获取Second类  
PyObject* pClassSecond = PyDict_GetItemString(pDict, "Second");  
if (!pClassSecond) {  
printf("Cant find second class.\n");  
return -1;  
}  
//获取Person类  
PyObject* pClassPerson = PyDict_GetItemString(pDict, "Person");  
if (!pClassPerson) {  
printf("Cant find person class.\n");  
return -1;  
}  
//构造Second的实例  
PyObject* pInstanceSecond = PyInstance_New(pClassSecond, NULL, NULL);  
if (!pInstanceSecond) {  
printf("Cant create second instance.\n");  
return -1;  
}  
//构造Person的实例  
PyObject* pInstancePerson = PyInstance_New(pClassPerson, NULL, NULL);  
if (!pInstancePerson) {  
printf("Cant find person instance.\n");  
return -1;  
}  
//把person实例传入second的invoke方法  
PyObject_CallMethod(pInstanceSecond, "invoke", "O", pInstancePerson);  
//释放  
Py_DECREF(pInstanceSecond);  
Py_DECREF(pInstancePerson);  
Py_DECREF(pClassSecond);  
Py_DECREF(pClassPerson);  
Py_DECREF(pModule);  
Py_Finalize();  
return 0;  
}  
　　

　　

编译
g++ test.cpp -o test -lpython2.6
testpy.py
　　

　　


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#!/usr/bin/python  
# Filename: test.py  
class Person:  
def sayHi(self):  
print 'hi'  
class Second:  
def invoke(self,obj):  
obj.sayHi()  
def sayhi(name):  
print 'hi',name;  
　　
 

　　

执行
lhb@localhost:~/maplib/clib/pyc/invokepy$ ./test 
sayhi
__builtins__
__file__
__package__
Person
Second
__name__
__doc__
hi lhb
hi

我简单解释一下

• 这个例子演示了，创建python中Person类的实例，并作为参数调用Second的方法。
  
• 
  Py_Initialize()和 Py_Finalize()是初始和销毁Python解释器
  
  
• 
  PyRun_SimpleString( "import sys" )导入sys，接着设置py文件的路径PyRun_SimpleString( "sys.path.append('./')" )
  
  
• 
  导入模块PyImport_ImportModule( "testpy" )，就是testpy.py模块。
  
  
• 
  获取模块字典列表，PyModule_GetDict(pModule)，可以打印出来看一下如 void  printDict(PyObject* obj)函数
  
  
• 
  从字典中获取类的类型 PyDict_GetItemString(pDict, "Second" )，如函数也是这样获取的
  
  
• 
  创造类的实例 PyInstance_New(pClassSecond,NULL,NULL)
  
  
• 
  调用实例的方法PyObject_CallMethod(pInstanceSecond, "invoke" , "O" ,pInstancePerson)
  
  

整个流程就是这样的，并不复杂，如果要进一步研究可以参考：http://www.python.org/doc/

• Extending and Embedding
  
• Python/C API
  

比较特殊的是调用Python函数时，参数的传递，就是c++的类型，怎么转换成Python的类型;另外一个问题是，Python函数的返回值，怎么转换成C++中的类型。
C++转换成Python类型，Py_BuildValue()
http://www.python.org/doc/1.5.2p2/ext/buildValue.html

• 
  PyObject* pArgs=PyTuple_New( 1 ); //有几个参数，就是几
  
  
• 
  PyTuple_SetItem(pArgs, 0 ,Py_BuildValue( "i" , 3 ));  //初始第一个参数，数据类型是i，就是int，值是 3
  
  

返回值转换如，PyArg_ParseTuple，请参考
http://www.python.org/doc/1.5.2p2/ext/parseTuple.html




   其实，C++调用Python有两种方式，我前面介绍了第一种方式：通过找到Python模块，类，方法，构造参数来调用。第二中方式，就是通过构造出一个Python的脚本，用python引擎来执行。第一种方式可能更为优雅，符合大多数的反射调用的特点。（我在以前的一个项目中，实现了c#的反射机制，c#调用Com+，c#调用javascript脚本等）。
　　  还有一个问题，两种语言互相调用的时候，需要做数据结构（如基本类型，字符串，整数类型等，以及自定义的类等类型）间的转换，共享内存中的一个对象。比如，如何将C++的对象实例传入python中，并在python中使用。c++和python并不在一个进程中，因此可以使用boost的shared_ptr来实现。
   下面这个例子，主要是演示了，c++调用python，可以在c++中形成一个python脚本，然后利用PyRun_SimpleString调用;并且，构造一个c++的对象，传入到python中，并在python的脚本中调用其函数。
　　

　　


#include <boost/python.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::python;
class World
{
public:
void set(std::string msg) { this->msg = msg; }
std::string greet() { return msg; }
std::string msg;
};
typedef boost::shared_ptr < World > world_ptr;
BOOST_PYTHON_MODULE(hello)
{
class_ <World>("World")
.def("greet", &World::greet)
.def("set", &World::set)
;
register_ptr_to_python <world_ptr>();
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Py_Initialize();
world_ptr worldObjectPtr (new World);
worldObjectPtr->set("Hello from C++!");
try
{        
inithello();
PyRun_SimpleString("import hello");
object module(handle <>(borrowed(PyImport_AddModule("__main__"))));
object dictionary = module.attr("__dict__");
dictionary["pyWorldObjectPtr"] = worldObjectPtr;
PyRun_SimpleString("pyWorldObjectPtr.set('Hello from Python!')");
}
catch (error_already_set)
{
PyErr_Print();
}
std::cout << "worldObjectPtr->greet(): " << worldObjectPtr->greet() <<std::endl;
Py_Finalize();
return 0;
}