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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也比较简单，首先需要在VC中添加Python的include文件目录和lib文件目录：
VC6.0下，打开 tools->options->directories->show directories for，将Python安装目录下的inlude目录添加到inlude files项中，将libs目录添加到library files项中。
VC2005下，打开tools->options->项目和解决方案->VC++目录，然后做相同工作。

代码如下：

//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函数原型是：void Py_Initialize()，在嵌入Python脚本时必须使用该函数，它初始化Python解释器，在使用其他的Python/C API之前必须先调用该函数。可以使用Py_IsInitialized函数判断是否初始化成功，成功返回True。
PyRun_SimpleString函数原型是int PyRun_SimpleString(const char *command)，用来执行一段Python代码。注意：是否需要维持语句间的缩进呢？
Py_Finalize函数原型是void Py_Finalize()，用于关闭Python解释器，释放解释器所占用的资源。

PyRun_SimpleFile函数可以用来运行".py"脚本文件，函数原型如下：
int PyRun_SimpleFile(FILE *fp, const char *filename);
其中fp是打开的文件指针，filename是要运行的python脚本文件名。但是由于该函数官方发布的是由visual studio 2003.NET编译的，如果使用其他版本的编译器，FILE定义可能由于版本原因导致崩溃。同时，为简便起见可以使用如下方式来代替该函数：
PyRun_SimpleString("execfile(‘file.py’)"); //使用execfile来运行python文件

Py_BuildValue()用于对数字和字符串进行转换处理，变成Python中相应的数据类型（在C语言中，所有Python类型都被声明为PyObject类型），函数原型如下：
PyObject *Py_BuildValue(const char *format, …..);
PyString_String()用于将PyObject*类型的变量转换成C语言可以处理的char*型，具体原型如下：
char* PyString_String(PyObject *p);

列表操作函数：
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);

元组操作函数：
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**指针

字典操作函数：
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);
//与PyDict_SetItemString对应
int PyDict_DelItem(PyObject *p, PyObject *key);
int PyDict_DelItemString(PyObject *p, char *key);
//与PyDict_SetItemString对应
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对象应正确地处理引用计数问题，否则容易导致内存泄漏。当使用Python/C API中的函数创建列表、元组、字典等后，在对其完成操作后应该使用Py_CLEAR()和Py_DECREF()等宏来销毁这些对象。原型如下：
void Py_CLEAR(PyObject *o);
void Py_DECREF(PyObject *o);
其中，对于Py_CLEAR函数，参数可以为NULL指针，表示不进行任何操作，但是Py_DECREF函数不能为NULL指针，否则导致错误。

使用PyImport_Import()函数可以在C中导入Python模块，返回一个模块对象。函数原型为：
PyObject* PyImport_Import(PyObject *name);
PyModule_GetDict()函数可以获得Python模块中的函数列表，返回一个字典，字典中的关键字为函数名，值为函数的调用地址。原型如下：
PyObject* PyModule_GetDict(PyObject *module);
使用PyObject_CallObject()函数和PyObject_CallFunction()函数可以在C中调用Python中的函数，原型如下：
PyObject* PyObject_CallObject(PyObject *callable_object, PyObject *args);
//args是元组形式
PyObject* PyObject_CallFunction(PyObject *callable, char *format, ……);
//format是类似”iss”这样的参数类型，后面是指定参数
可以使用PyCallable_Check(func)来判断是否可以调用函数，可以则返回True。