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C/C++中嵌入Python

黄舟

Dec 17, 2016 pm 04:32 PM

在C/C++中嵌入Python也比較簡單，首先需要在VC中加入Python的include檔目錄和lib檔目錄：
VC6.0下，開啟 tools->options->directories->show directories for，將Python安裝目錄下的inlude目錄加入inlude files項目中，將libs目錄加入到library files項中。
VC2005下，開啟tools->options->專案和解決方案->VC++目錄，然後做相同工作。

程式碼如下：

//在debug下执行出错，“无法找到python31_d.lib文件”，后查到原因是：在debug下生成必须要有python31_d.lib文件，否则只能在release下生成
#include <python.h>
int main()
{
    Py_Initialize();
    PyRun_SimpleString("Print &#39;hi, python!&#39;");
    Py_Finalize();
    return 0;
}

Py_Initialize函數原型是：void Py_Initialize()，在嵌入Python腳本時必須使用該函數，它初始化Python解釋器，在使用其他的Python/C API之前必須先呼叫該函數。可以使用Py_IsInitialized函數判斷是否初始化成功，成功返回True。
PyRun_SimpleString函數原型是int PyRun_SimpleString(const char *command)，用來執行一段Python程式碼。注意：是否需要維持語句間的縮排呢？
Py_Finalize函數原型是void Py_Finalize()，用於關閉Python解釋器，釋放解釋器所佔用的資源。

PyRun_SimpleFile函數可以用來執行".py"腳本文件，函數原型如下：
int PyRun_SimpleFile(FILE *fp, const char *filename);
其中fp是開啟的檔案指針，filename是要執行的python腳本檔名。但由於該函數官方發布的是由visual studio 2003.NET編譯的，如果使用其他版本的編譯器，FILE定義可能會因為版本原因而崩潰。同時，簡單起見可以使用以下方式來取代此函數：
PyRun_SimpleString("execfile(‘file.py’)"); //使用execfile來執行python檔案

Py_BuildValue()用於對數字和字串進行轉換處理，變成Python中對應的資料類型（在C語言中，所有Python類型都被宣告為PyObject型別），函數原型如下：
PyObject *Py_BuildValue(const char *format, …..);
PyString_String()用於將PyObject*類型的變數轉換成C語言可以處理的char*型，具體原型如下：
char* PyString_String(PyObject *p);

列表操作函數：
PyObject * PyList_New(Py_ssize_t len);
int PyList_SetItem(PyObject *list, Py_ssize_t index, PyObject *item);
PyObject * PyList_GetItem(PyObject *list, Py_ssize_t index);
int PyList_Append(PyObject *list, PyObject *item);
int PyList_Sort(PyObject *list);
int PyList_Reverse(PyObject *list);
Py_ssize_t PyList_Size(PyObject *list);

元組操作函數：
int PyTuple_New(Py_ssize_t len);
int PyTuple_SetItem(PyObject *p, Py_ssize_t pos, PyObject *o);
PyObject * PyTuple_GetItem(PyObject *p, Py_ssize_t pos);
int _PyTuple_Resize(PyObject **p, Py_ssize_t newsize); //注意是**指標

字典操作函數：
PyObject * PyDict_New();
int PyDict_SetItem(PyObject *p, PyObject *key, PyObject *val);
int PyDict_SetItemString(PyObject *p, const char *key, PyObject *val);
PyObject* PyDict_GetItem(PyObject *p, PyObject *key);
PyObject* PyDict_GetItemString(PyObject *p, const char *key);
//與PyDict_SetItemString對應
int PyDict_DelItem(PyObject *p, PyObject *key);
int PyDict_DelItemString(PyObject *p, char *key);
//與PyDict_SetItemString對應
int PyDict_Next(PyObject *p, Py_ssize_t *ppos, PyObject **pkey, PyObject **pvalue);
PyObject* PyDict_Items(PyObject *p);
PyObject* PyDict_keys(PyObject *p);
PyObject* PyDict_Values(PyObject *p);

在C/C++中使用Python物件應正確處理引用計數問題，否則容易導致記憶體洩漏。當使用Python/C API中的函數建立清單、元組、字典等後，在對其完成操作後應該使用Py_CLEAR()和Py_DECREF()等巨集來銷毀這些物件。原型如下：
void Py_CLEAR(PyObject *o);
void Py_DECREF(PyObject *o);
其中，對於Py_CLEAR函數，參數可以為NULL指針，表示不進行任何操作，但是Py_DECREF函數不能為NULL指針，否則導致錯誤。

使用PyImport_Import()函數可以在C中導入Python模組，回傳一個模組物件。函數原型為：
PyObject* PyImport_Import(PyObject *name);
PyModule_GetDict()函數可以取得Python模組中的函數列表，傳回一個字典，字典中的關鍵字為函數名，值為函數的呼叫位址。原型如下：
PyObject* PyModule_GetDict(PyObject *module);
使用PyObject_CallObject()函數和PyObject_CallFunction()函數可以在C中呼叫Python中的函數，原型如下：
PyObject* PyObject_CallObject(PyObject *callable_object, PyObject *args);
//args是元組形式
PyObject* PyObject_CallFunction(PyObject *callable, char *format, ……);
//format是類似”iss」這樣的參數類型，後面是指定參數
可以使用PyCallable_Check(func)來判斷是否可以呼叫函數，可以則傳回True。