如何在C++中调用Python脚本：提升编程效率与质量的关键技巧

目录

1。背景介绍和编程环境

背景简介：

近年来，由于其简单性和易于学习（与其他编程语言相比）及其功能强大的功能库（除其他优点外），因此许多编程爱好者都受到了许多编程爱好者的青睐。它也被广泛用于人工智能智能算法编程中。 C/C ++语言是一种基本的编程语言，可以与内核进行交互并提高编程质量。 C/C ++和Python都有自己的编程优势。 Python语言发展效率很高。通常，您需要使用Python来执行一些任务脚本。脚本主要包括任务过程所需的命令执行和返回序列，最终需要在C/C ++编写的程序代码中执行这些命令，因此有必要在C/C ++中拨打Python脚本。

最近，我遇到了一种需要使用C ++调用Python代码的情况。在互联网上搜索后，我发现中文信息相对较少。因此，我借此机会将其组织到文档中，以便于后续参考。

编程环境：

Linux操作系统

Python3.5

2。完整的示例演示

C调用Python脚本程序：

//c_call_python.cpp
#include 
int main()
{
    //设定参数值
    int a = 0;
    int b = 6;
    //第一步：初始化python环境
    Py_Initialize();
    //PyRun_SimpleString（）执行命令语句
    //测试python3的打印语句
    PyRun_SimpleString("print('Hello Python!')\n");
    PyRun_SimpleString("import os,sys");//执行import语句，把当前路径加入路径中，为了找到math_test.py
    PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");
    PyRun_SimpleString("print(os.getcwd())");//测试打印当前路径
    
    PyObject *pModule;
    PyObject *pFunction;
    PyObject *pArgs;
    PyObject *pRetValue;
    //第二步：调用math_test脚本
    pModule = PyImport_ImportModule("math_test");
    if (!pModule) {
        printf("import python failed1!!\n");
        return -1;
    }
    //第三步：查找对应math_test.py中的def mainfunc(a,b)函数
    pFunction = PyObject_GetAttrString(pModule, "mainfunc");
    if (!pFunction) {
        printf("get python function failed!!!\n");
        return -1;
    }
    //第四步：新建python中的tuple对象（构建参数）
    pArgs = PyTuple_New(2);
    //PyTuple_SetItem(pArgs, 0, Py_BuildValue(""));
    PyTuple_SetItem(pArgs, 0, Py_BuildValue("i", a));
    PyTuple_SetItem(pArgs, 1, Py_BuildValue("i", b));
    //第五步：调用函数
    pRetValue=PyObject_CallObject(pFunction, pArgs);
    //第六步：清空PyObject 
    Py_DECREF(pModule);
    Py_DECREF(pFunction);
    Py_DECREF(pArgs);
    Py_DECREF(pRetValue);
    if (!pModule) {
        printf("import python failed!!\n");
        return -1;
    }
    //第七步：很关键的一步，如果是多次导入PyImport_ImportModule模块
    //只有最后一步才调用Py_Finalize()，此时python全局变量一直保存着
    Py_Finalize();
    //方便查看
    while (1);
    return 0;
}

可执行的Python脚本1：Math_util.py

#!/usr/bin/python
import sys,codecs
import time
import other as oth
def add_func(a,b):
    return (a+b) 
def sub_func(a,b):
    return (a-b)
def mainfunc(a,b):
    starttime=time.time()
    oth.funx2(a)
    print("success!")
    result_1=add_func(a,b)
    result_2=sub_func(a,b)
    print("a+b= ",result_1," a-b= ",result_2)
    endtime=time.time()
    print("spend time: ",endtime-starttime)
def  main():
    mainfunc(2,6)
if __name__ == '__main__':
    main()

可执行的Python脚本2：other.py

#other.py
import numpy as np
def funx2(a):
    data = [[1,2],[3,4],[5,6]]
    x = np.array(data)
    print(x)
    print("call funx2 numpy2")
    return a*2

汇编命令如下：

gcc $(python3.5-config --ldflags) test3.c -o test3.out

上面提供的代码正常工作。正确操作的结果如下图所示：

其中，在调用Python脚本程序中，Python_Initialize（）主要初始化Python解释器。

PY_SIMPLESTRING（“导入系统”）等同于Python中的导入SYS语句。

py_simplestring（“ sys.path.append（'./'）”）将搜索路径设置为当前目录。

py_importmodule（“ helloworld”）使用导入文件函数导入helloworld.py函数。

PyObject_getAttrstring（pmodule，“ Hello”）是在Pyton参考模块Helloworld.py中找到Hello函数。

然后致电pyeval_callobject（pfunc，null）调用Hello函数。最后一步是清理Python环境并发布资源。

3。问题收集

问题1：Python脚本本身有错误

上述问题的原因是Python脚本本身存在错误。解决方案是确保您的Python脚本可以运行。

问题2：python.h：没有这样的文件和目录

上述问题的原因是找不到python.h文件

目前，我调用的标头文件显示在上图中。一般而言，标题文件将存在。另一方面，系统中安装了多个Python版本，这使程序无法判断，因此需要指定特定版本，如图所示。当然，如果您只安装了一个版本的Python，则可能不会发生此问题。

问题3。编译命令导致错误问题

汇编命令有多种形式，例如

有时由于汇编而导致一些错误。由于特定的原因，作者无法明确解释（我希望您能启发我）。在互联网上搜索后，我尝试了各种编译说明，最后使用上面显示的汇编说明成功地进行了编译和运行。

问题4。致电第三方库时发生的问题

对于纯Python程序，大多数Python内置库可以正常称为。如果Python程序包含其他第三方库，则该电话可能会出错，并且很难找出原因。

4。摘要

学习在C/C ++程序中调用Python脚本可以充分利用两种编程语言的特征，从彼此的优势中学习，并提高编程效率和质量。通过将Python嵌入C/C ++中，您可以使用Python提供的强大功能。通过嵌入Python，您可以以动态链接库的形式替换接口。这样，您可以根据需要轻松修改脚本代码，而无需重新编译和链接二进制动态链接库。至少您可以将其视为文本形式的动态链接库，并且可以在必要时进行修改。只要接口不更改，一旦编译了C ++程序，修改它就不会那么方便。对于C语言的纯Python程序，Python随附的大多数库都可以正常称为。如果Python程序包含其他第三方库，则该电话可能会出错，并且很难找出原因。通常，一个大型Python项目（例如SSD目标检测）需要调用许多第三方库，并且多个模块相互交织。实际上，仍然会有一些麻烦的错误，因此，如果您只想使用Python项目，则可以通过文件连接生成的结果。本文简要介绍了在C/C ++程序中调用Python脚本的步骤。如果您有任何疑问，您可以发表评论供参考和讨论。如果有任何缺陷，请随时启发我。

5。参考链接