c++调用python浅析.docx
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c++调用python浅析.docx
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c++调用python浅析
C++调用Python浅析
环境
VS2005Python2.5.4WindowsXPSP3
简述
一般开发过游戏的都知道Lua和C++可以很好的结合在一起,取长补短,把Lua脚本当成类似动态链接库来使用,很好的利用了脚本开发的灵活性。
而作为一门流行的通用型脚本语言Python,也是可以做到的。
在一个C++应用程序中,我们可以用一组插件来实现一些具有统一接口的功能,一般插件都是使用动态链接库实现,如果插件的变化比较频繁,我们可以使用Python来代替动态链接库形式的插件(堪称文本形式的动态链接库),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。
灵活性大大的提高了。
Python/CAPI简介
通过C++调用Python脚本主要要用到如下的一些Python提供的API,因为实际上C++要调用的是Python的解释器,而Python解释器本质就是实现在动态链接库里面的,因此在调用前和调用后要进行一些初始化和资源释放的工作,另外,要调用Python脚本里面的函数等等东西,需要Python提供的一些特殊API来包装C++调用。
(可以参考[2])。
voidPy_Initialize(void)
初始化Python解释器,如果初始化失败,继续下面的调用会出现各种错误,可惜的是此函数没有返回值来判断是否初始化成功,如果失败会导致致命错误。
intPy_IsInitialized(void)
检查是否已经进行了初始化,如果返回0,表示没有进行过初始化。
void Py_Finalize()
反初始化Python解释器,包括子解释器,调用此函数同时会释放Python解释器所占用的资源。
intPyRun_SimpleString(constchar*command)
实际上是一个宏,执行一段Python代码。
PyObject*PyImport_ImportModule(char*name)
导入一个Python模块,参数name可以是*.py文件的文件名。
类似Python内建函数import。
PyObject*PyModule_GetDict(PyObject*module)
相当于Python模块对象的__dict__属性,得到模块名称空间下的字典对象。
PyObject*PyRun_String(constchar*str,intstart,PyObject*globals,PyObject*locals)
执行一段Python代码。
intPyArg_Parse(PyObject*args,char*format,...)
把Python数据类型解析为C的类型,这样C程序中才可以使用Python里面的数据。
PyObject*PyObject_GetAttrString(PyObject*o,char*attr_name)
返回模块对象o中的attr_name属性或函数,相当于Python中表达式语句,o.attr_name。
PyObject*Py_BuildValue(char*format,...)
和PyArg_Parse刚好相反,构建一个参数列表,把C类型转换为Python对象,使得Python里面可以使用C类型数据。
PyObject*PyEval_CallObject(PyObject*pfunc,PyObject*pargs)
此函数有两个参数,而且都是Python对象指针,其中pfunc是要调用的Python函数,一般说来可以使用PyObject_GetAttrString()获得,pargs是函数的参数列表,通常是使用Py_BuildValue()来构建。
更多的API请参考官方的文档,比较直观简单,譬如怎样初始化一个类实例,怎样调用类成员函数。
下面上点代码,感受下这个过程。
C++代码
#include"stdafx.h"
#include"Python.h"
int_tmain(intargc,_TCHAR*argv[])
{
intnRet=-1;
PyObject*pName=NULL;
PyObject*pModule=NULL;
PyObject*pDict=NULL;
PyObject*pFunc=NULL;
PyObject*pArgs=NULL;
PyObject*pRet=NULL;
do
{
//初始化Python
//在使用Python系统前,必须使用Py_Initialize对其
//进行初始化。
它会载入Python的内建模块并添加系统路
//径到模块搜索路径中。
这个函数没有返回值,检查系统
//是否初始化成功需要使用Py_IsInitialized。
Py_Initialize();
//检查初始化是否成功
if(!
Py_IsInitialized())
{
break;
}
//添加当前路径
//把输入的字符串作为Python代码直接运行,返回
//表示成功,-1表示有错。
大多时候错误都是因为字符串
//中有语法错误。
PyRun_SimpleString("importsys");
PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");
//载入名为PyPlugin的脚本
pName=PyString_FromString("PyPlugin");
pModule=PyImport_Import(pName);
if(!
pModule)
{
printf("can'tfindPyPlugin.py\n");
break;
}
pDict=PyModule_GetDict(pModule);
if(!
pDict)
{
break;
}
//找出函数名为AddMult的函数
pFunc=PyDict_GetItemString(pDict,"AddMult");
if(!
pFunc||!
PyCallable_Check(pFunc))
{
printf("can'tfindfunction[AddMult]\n");
break;
}
pArgs=Py_BuildValue("ii",12,14);
PyObject*pRet=PyEval_CallObject(pFunc,pArgs);
inta=0;
intb=0;
if(pRet&&PyArg_ParseTuple(pRet,"ii",&a,&b))
{
printf("Function[AddMult]callsuccessfula+b=%d,a*b=%d\n",a,b);
nRet=0;
}
if(pArgs)
Py_DECREF(pArgs);
if(pFunc)
Py_DECREF(pFunc);
//找出函数名为HelloWorld的函数
pFunc=PyDict_GetItemString(pDict,"HelloWorld");
if(!
pFunc||!
PyCallable_Check(pFunc))
{
printf("can'tfindfunction[HelloWorld]\n");
break;
}
pArgs=Py_BuildValue("(s)","magictong");
PyEval_CallObject(pFunc,pArgs);
}while(0);
if(pRet)
Py_DECREF(pRet);
if(pArgs)
Py_DECREF(pArgs);
if(pFunc)
Py_DECREF(pFunc);
if(pDict)
Py_DECREF(pDict);
if(pModule)
Py_DECREF(pModule);
if(pName)
Py_DECREF(pName);
Py_Finalize();
return0;
}
Python代码
#!
/usr/bin/python
importstring
classCMyClass:
defHelloWorld(self):
print'HelloWorld'
classSecondClass:
definvoke(self,obj):
obj.HelloWorld()
defHelloWorld(strName):
print"Hello",strName
defAdd(a,b,c):
returna+b+c
defAddMult(a,b):
"""
"""
print"inFunctionAddMult..."
printa
printb
returna+b,a*b
defStringToUpper(strSrc):
returnstring.upper(strSrc)
下面还有几个比较重要的问题需要解决,且听慢慢道来。
C++怎么向Python传递参数
C++向Python传参数是以元组(tuple)的方式传过去的,因此我们实际上就是构造一个合适的Python元组就可以了,要用到PyTuple_New,Py_BuildValue,PyTuple_SetItem等几个函数,其中Py_BuildValue可以有其它一些的替换函数。
PyObject*pyParams=PyTuple_New
(2);
PyObject*pyParams1=Py_BuildValue("i",5);
PyObject*pyParams2=Py_BuildValue("i",6);
PyTuple_SetItem(pyParams,0,pyParams1);
PyTuple_SetItem(pyParams,1,pyParams2);
pRet=PyEval_CallObject(pFunc,pyParams);
也可以直接使用PyObject*Py_BuildValue(char*format,...)函数来直接来构造tuple,此函数的使用也很简单,记住一些转换的格式常量即可轻松进行转换(格式常量有点类似printf,参考[9])。
譬如s表示字符串,i表示整型变量,f表示浮点数,o表示一个Python对象等等。
Py_BuildValue("") None
Py_BuildValue("i",123) 123
Py_BuildValue("iii",123,456,789) (123,456,789)
Py_BuildValue("s","hello") 'hello'
Py_BuildValue("ss","hello","world") ('hello','world')
Py_BuildValue("s#","hello",4) 'hell'
Py_BuildValue("()") ()
Py_BuildValue("(i)",123) (123,)
Py_BuildValue("(ii)",123,456) (123,456)
Py_BuildValue("(i,i)",123,456) (123,456)
Py_BuildValue("[i,i]",123,456) [123,456]
Py_BuildValue("{s:
i,s:
i}",
"abc",123,"def",456) {'abc':
123,'def':
456}
Py_BuildValue("((ii)(ii))(ii)",
1,2,3,4,5,6) (((1,2),(3,4)),(5,6))
C++怎么转换Python的返回值
Python传回给C++的都是PyObject对象,因此可以调用Python里面的一些类型转换API来把返回值转换成C++里面的类型。
类似PyInt_AsLong,PyFloat_AsDouble这些系列的函数。
Python比较喜欢传回一个元组,可以使用PyArg_ParseTuple这个函数来解析。
这个函数也要用到上面的格式常量(参考[10])。
还有一个比较通用的转换函数是PyArg_Parse,也需要用到格式常量,够不够强大,用了就知道了。
直接调用Python脚本文件——另一种调用方式
初始化,反初始化都一样,此种方式其实就是直接调用PyRun_SimpleString函数。
if(fp&&PyRun_SimpleString("execfile('PyFile.py')")!
=0)
{
fclose(fp);
printf("PyRun_SimpleFile(%s)failed!
",szFile);
return-1;
}
还有一种方法是调用PyRun_SimpleFile()函数来直接运行一个Python文件,不过这种方式有点危险,因为这个API要求传入一个FILE指针,而微软的几个CRT版本FILE指针的定义有了变化,因此传入你使用VS2005编译的FILE指针或者其它版本的FILE极有可能崩溃,如果你想安全调用,最好是自己把Python的源代码使用和应用程序相同的环境一起编译出lib来使用。
charszFile[]="PyFile.py";
FILE*fp=fopen(szFile,"r");
if(fp&&PyRun_SimpleFile(fp,szFile)!
=0)
{
fclose(fp);
printf("PyRun_SimpleFile(%s)failed!
",szFile);
return-1;
}
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