如何让python调用C和C++代码
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安装python后，会有一个chm格式的python手册。要搞明白如何让python调用C/C++代码(也就是写python的 extension)，你需要征服手册中的
Extending embedding厚厚的一章。在昨天花了一个小时看地头晕脑胀，仍然不知道如何写python的extension后，查阅了一些其他 书籍，最终在Python Programming On Win32书中找到了教程。
下面记录一下如何在visual studio 2005中，写一段C/C++的MessageBox代码，然后提供后python调用，最后的结果当然是显示一个MessageBox.
1. 首先要明白的是，所谓的python扩展（也就是你提供给python的c/c++代码，不一定是c/c++代码，可以是其他语言写的代码)是一个 dll,并且这个dll放在本机python安装目录下的DLLs目录下（譬如我机器上的路径是：F:\Program Files\Python25\DLLs)，假如我们接下来要写的扩展module名为mb,python调用的代码为： import mb
mb.showMsg("Python's really amazing, I kindda love it!")
python怎么找到我们的mb模块呢？就是上面说的，我们要生成一个mb.dll，然后拷贝到Dlls目录下面，为了区别普通的dll和python专用扩展的dll,我们的 mb.dll修改成mb.pyd(python dll)
2. 搭建环境，我们要使用python提供的c头文件和lib库来进行扩展的开发。 在vs 2005下点击菜单 "工具"-"选项", 打开选项对话框，选择"项目和解决方案-VC++目录", 然后在右边"显示以下内容的目录"得comboBox上选择"包含文件”，添加python的include目录(我的机器上是"F:\Program
Files\Python25\include"),然后选择库文件,添加python的libs目录(我的机器上是"F:\Program Files\Python25\libs")。
既然扩展是一个dll,接下来我们要建立一个“动态链接库”工程，然后开始写代码：
#include python.h //python.h是包含python一些定义的头文件，在python的include目录下 /*
我的python版本是2.5, 因为安装python后它没提供debug下的lib库文件，因此你必须生成release版的dll，
想要生成dll版本的，你要到python官网上自己去下载python源代码,当然你可以继续生成release版本的dll,但dll中包含调试信息
*/
#pragma comment(lib, "python25.lib")
//先不管
static PyObject* mb_showMsg(PyObject* self, PyObject *args); /*
如果你的扩展是mb,那么必须实现一个initmb函数，并且从dll中导出这个函数，但我们在python中调用import mb时，python会去dll里去调用
initmb函数，这个函数告诉python我们有些什么函数,该怎么告诉python我们有一个showMsg函数呢？下面详解 */
//必须extern "C"下，这样不会在C++编译器里不会更改掉导出的函数名字，我第一次就犯了这样的错误
extern "C" __declspec(dllexport) void initmb() { /*
当调用mb.showMsg("Python's really amazing, I kindda love it!")时， 相当于你告诉python我有一个showMsg函数，我们怎么告诉python去调用我们dll里的mb_showMsg函数呢？技巧就是下面的方式， 定义一个字典数据结构，key = showMsg, value =mb_showMsg,METH_VARARGS是函数调用方式，仔细查手册吧 */
static PyMethodDef mbMethods[] = { {"showMsg", mb_showMsg, METH_VARARGS},
{NULL, NULL, NULL} /*sentinel，哨兵，用来标识结束*/ };
//告诉python我们的模块名叫mb, 模块包含的函数都在mbMethods字典里 PyObject *m = Py_InitModule("mb", mbMethods); } /*
接下来实现核心功能showMsg */
//第一个self参数我们用不着，具体查手册，第二个参数是python传给我们的参数,它是一个python的参数tuple
static PyObject* mb_showMsg(PyObject* self, PyObject *args) {
//我们的showMsg函数需要的是一个字符串参数 const char* msg = NULL; /*
调用特殊参数解码python传递给我们的参数,s是string,我们传递接收参数的变量地址,
如果你的功能函数需要两个参数，在PyArg_parseTuple后面继续添加接受参数的变量地址，
这个函数的原型是类似printf的不定参数的形式
PyAPI_FUNC(int) PyArg_ParseTuple(PyObject *, const char *, ...); */
if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", msg)) return NULL;
//调用MB
int r = ::MessageBox(NULL, "hello", "Caption:Form C module", MB_ICONINFORMATION | MB_OK);
//返回值
return Py_BuildValue("i", r); }
将上面这段混杂着大量注释的代码拷贝到你的编辑器里，然后编译生成mb.dll,修改后缀成mb.pyd,然后拷贝到python的DLLs目录下，打开idle(python的交互程序）,写入代码： import mb
mb.showMsg("Python's really amazing, I kindda love it!")
可以看到弹出来一个MessageBox。
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)
12
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。
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。
可以的。
C中内嵌Python
新建立一个工程，首先需要将工作目录设置到Python-3.1.1PCbuild中，以获取到动态库，至于静态库的包含，Include目录的指定，那自然也是少不了的。文件中需要包含Python.h文件，这也是必须的。
接口中
Py_Initialize();
Py_Finalize();
其他的根据需求，再引入相应的python builder 即可