C++中嵌入python程序——参数传递，使用API接口，从函数到类

C++中嵌入python程序——使用API接口，从函数到类

上一篇博客介绍了C++中使用命令行模式调用python，但是感觉交互性相当不足，本文介绍使用API接口调用python程序的函数和类对象。 
开发环境为win7 64位，vs2010，python2.7.12 
首先需要配置环境，创建win32控制台程序，然后对工程进行配置。 
项目–>属性–>vc++目录–>包含目录 添加python安装目录中include目录 
项目–>属性–>vc++目录–>库目录 添加python安装目录中libs目录 
链接器–>输入–>附加依赖项 添加python27.lib

注意，如果C++工程采用debug版本，需要将将 python安装目录里libs文件夹下的python27.lib文件复制，并将名字改成 python27_d.lib

完成上述配置后，我们开始创建一个myclass.py的python文件，文件内容如下：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf8 -*-

class hi_class:
    def sayHi(self):
        print 'Hi! I am a python class!'

def hi_function():
    print 'Hi! I am a python function!'

上面创建了一个类和一个函数，下面我们来编写C++代码

#include#include#include#include#includeusing namespace std;  

int main()  
{
    Py_Initialize(); // 初始化，这是必须的，用来初始化python所需的环境
    if (!Py_IsInitialized())
        return -1;
    // 导入模块
    PyObject* pModule =  NULL;
    PyRun_SimpleString("import sys");
    PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");
    pModule = PyImport_ImportModule("myclass");
    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;

    // 演示函数调用
    cout<<"calling python function..."<<endl;
    PyObject* pFunHi = PyDict_GetItemString(pDict, "hi_function");
    PyObject_CallFunction(pFunHi, NULL, NULL);
    Py_DECREF(pFunHi);

    //演示类调用
    cout<<"calling python class..."<<endl;
    // 演示构造一个Python对象，并调用Class的方法
    // 获取hi_class类
    PyObject* phi_class = PyDict_GetItemString(pDict, "hi_class");
    if (!phi_class ) {
        printf("Cant find phi_class class./n");
        return -1;
    }
    //构造hi_class的实例
    PyObject* pInstance_hi_class = PyInstance_New(phi_class , NULL, NULL);
    //如果python类中有初始化参数，那么创建实例的时候需要将初始化参数以元组形式传递进去（亲测可用）PyObject* pInstance_hi_class = PyInstance_New(phi_class , PyObject*类型的元组（需要在C++里创建python元组）, NULL);
    //C++中创建并初始化python元组示例如下两行：
    //PyObject *pArgs3 = PyTuple_New(1);
    //PyTuple_SetItem(pArgs3, 0, Py_BuildValue("i", 3));
    if (!pInstance_hi_class) {
        printf("Cant create instance./n");
        return -1;
    }
    //调用hi_class类实例pInstance_hi_class里面的方法
    PyObject_CallMethod(phi_class, "sayHi", "O", pInstance_hi_class );
    //释放
    Py_DECREF(phi_class);
    Py_DECREF(pInstance_hi_class );
    Py_DECREF(pModule);
    Py_Finalize(); // 与初始化对应
    system("pause");
    return 0;
}

这样，C++调用python函数和类的基本方法已经介绍完毕。 
但是，又有一个问题，如果我想在C++里面存储python类（也就是python class作为C++的中间变量）该怎么实现呢？ 
如果你仔细看看C++里面的代码，你就会发现，其实C++程序中PyObject* 不正好可以存储吗？所以这个问题不必担心。 
我们重新开始吧，对上面的程序重新做一下修改 
myclass.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf8 -*-

class hi_class:
    def sayHi(self):
        print 'Hi! I am a python class!'

def hi_function():
    py_class = hi_class()
    return py_class

C++程序

#include#include#include#include#includeusing namespace std;  

int main()  
{
    Py_Initialize(); // 初始化，这是必须的，用来初始化python所需的环境
    if (!Py_IsInitialized())
        return -1;
    // 导入模块
    PyObject* pModule =  NULL;
    PyRun_SimpleString("import sys");
    PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");
    pModule = PyImport_ImportModule("myclass");
    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;

    // 函数调用
    cout<<"calling python program..."<<endl;
    PyObject* pFunHi = PyDict_GetItemString(pDict, "hi_function");
    // 利用python函数返回hi_class类（hi_function函数返回hi_class类，看我python程序）
    PyObject* phi_class = PyObject_CallFunction(pFunHi, NULL, NULL);
    if (!phi_class ) {
        printf("Cant find phi_class class./n");
        return -1;
    }
    //构造hi_class的实例
    PyObject* pInstance_hi_class = PyInstance_New(phi_class , NULL, NULL);
    if (!pInstance_hi_class) {
        printf("Cant create instance./n");
        return -1;
    }
    //调用hi_class类实例pInstance_hi_class里面的方法
    PyObject_CallMethod(phi_class, "sayHi", "O", pInstance_hi_class );
    //释放
    Py_DECREF(phi_class);
    Py_DECREF(pInstance_hi_class );
    Py_DECREF(pFunHi);
    Py_DECREF(pModule);
    Py_Finalize(); // 与初始化对应
    system("pause");
    return 0;
}

看，我们已经从python函数返回值获取了python类，我们可以添加我们所需的任何功能了。比如，我们做机器学习，训练好了自己的分类器并保存成了文件，然后我们就可以用python加载并返回给 C++，这样我们就能在C++里面使用这个分类器了，很方便吧。