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如何使用Python调用C++程序

来源:本站整理 作者:佚名 时间:2017-04-04 TAG: 我要投稿

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
#include
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
g++ -fPIC -shared test1.cpp -I/usr/include/python2.6 -o test1.so
运行Python解释器,测试如下
>>> import test1
>>> test1.Add(1,2)
3
这里要注意一下几点
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
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
#include
#include
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
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
#!/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
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
>>> import test2
>>> test2.Add(1,2)
3
>>> test2.Del(1,2)
-1
导出类
test3.cpp实现如下
#include
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
class_Test>("Test").def("Add", &Test::Add);
class_Test>("Test").def("Del", &Test::Del);
编译命令如下
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
>>> import test3
>>> test = test3.Test()
>>> test.Add(1,2)
3
>>> test.Del(1,2)
-1
导出变参函数
test4.cpp实现如下
#include
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"));

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