Python調(diào)用C++程序的方法詳解
前言
大家都知道Python的優(yōu)點是開發(fā)效率高，使用方便，C++則是運行效率高，這兩者可以相輔相成，不管是在Python項目中嵌入C++代碼，或是在C++項目中用Python實現(xiàn)外圍功能，都可能遇到Python調(diào)用C++模塊的需求，下面列舉出集中c++代碼導(dǎo)出成Python接口的幾種基本方法，一起來學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧。
原生態(tài)導(dǎo)出
Python解釋器就是用C實現(xiàn)，因此只要我們的C++的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能讓Python認(rèn)識，理論上就是可以被直接調(diào)用的。我們實現(xiàn)test1.cpp如下
#include <Python.h>
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
int Del(int x, int y)
{
return x - y;
}
PyObject* WrappAdd(PyObject* self, PyObject* args)
{
int x, y;
if (!PyArg_ParseTuple(args, "ii", &x, &y))
{
return NULL;
}
return Py_BuildValue("i", Add(x, y));
}
PyObject* WrappDel(PyObject* self, PyObject* args)
{
int x, y;
if (!PyArg_ParseTuple(args, "ii", &x, &y))
{
return NULL;
}
return Py_BuildValue("i", Del(x, y));
}
static PyMethodDef test_methods[] = {
{"Add", WrappAdd, METH_VARARGS, "something"},
{"Del", WrappDel, METH_VARARGS, "something"},
{NULL, NULL}
};
extern "C"
void inittest1()
{
Py_InitModule("test1", test_methods);
}
編譯命令如下
g++ -fPIC -shared test1.cpp -I/usr/include/python2.6 -o test1.so
運行Python解釋器，測試如下
>>> import test1 >>> test1.Add(1,2) 3
這里要注意一下幾點
- 如果生成的動態(tài)庫名字為test1，則源文件里必須有inittest1這個函數(shù)，且Py_InitModule的第一個參數(shù)必須是“test1”，否則Python導(dǎo)入模塊會失敗
- 如果是cpp源文件，inittest1函數(shù)必須用extern "C"修飾，如果是c源文件，則不需要。原因是Python解釋器在導(dǎo)入庫時會尋找initxxx這樣的函數(shù)，而C和C++對函數(shù)符號的編碼方式不同，C++在對函數(shù)符號進(jìn)行編碼時會考慮函數(shù)長度和參數(shù)類型，具體可以通過
nm test1.so查看函數(shù)符號，c++filt工具可通過符號反解出函數(shù)原型
通過boost實現(xiàn)
我們使用和上面同樣的例子，實現(xiàn)test2.cpp如下
#include <boost/python/module.hpp>
#include <boost/python/def.hpp>
using namespace boost::python;
int Add(const int x, const int y)
{
return x + y;
}
int Del(const int x, const int y)
{
return x - y;
}
BOOST_PYTHON_MODULE(test2)
{
def("Add", Add);
def("Del", Del);
}
其中BOOST_PYTHON_MODULE的參數(shù)為要導(dǎo)出的模塊名字
編譯命令如下
g++ test2.cpp -fPIC -shared -o test2.so -I/usr/include/python2.6 -I/usr/local/include -L/usr/local/lib -lboost_python
注意： 編譯時需要指定boost頭文件和庫的路徑，我這里分別是/usr/local/include和/usr/local/lib
或者通過setup.py導(dǎo)出模塊
#!/usr/bin/env python
from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
setup(name="PackageName",
ext_modules=[
Extension("test2", ["test2.cpp"],
libraries = ["boost_python"])
])
Extension的第一個參數(shù)為模塊名，第二個參數(shù)為文件名
執(zhí)行如下命令
python setup.py build
這時會生成build目錄，找到里面的test2.so，并進(jìn)入同一級目錄，驗證如下
>>> import test2 >>> test2.Add(1,2) 3 >>> test2.Del(1,2) -1
導(dǎo)出類
test3.cpp實現(xiàn)如下
#include <boost/python.hpp>
using namespace boost::python;
class Test
{
public:
int Add(const int x, const int y)
{
return x + y;
}
int Del(const int x, const int y)
{
return x - y;
}
};
BOOST_PYTHON_MODULE(test3)
{
class_<Test>("Test")
.def("Add", &Test::Add)
.def("Del", &Test::Del);
}
注意：BOOST_PYTHON_MODULE里的.def使用方法有點類似Python的語法，等同于
class_<Test>("Test").def("Add", &Test::Add);
class_<Test>("Test").def("Del", &Test::Del);
編譯命令如下
g++ test3.cpp -fPIC -shared -o test3.so -I/usr/include/python2.6 -I/usr/local/include/boost -L/usr/local/lib -lboost_python
測試如下
>>> import test3 >>> test = test3.Test() >>> test.Add(1,2) 3 >>> test.Del(1,2) -1
導(dǎo)出變參函數(shù)
test4.cpp實現(xiàn)如下
#include <boost/python.hpp>
using namespace boost::python;
class Test
{
public:
int Add(const int x, const int y, const int z = 100)
{
return x + y + z;
}
};
int Del(const int x, const int y, const int z = 100)
{
return x - y - z;
}
BOOST_PYTHON_MEMBER_FUNCTION_OVERLOADS(Add_member_overloads, Add, 2, 3)
BOOST_PYTHON_FUNCTION_OVERLOADS(Del_overloads, Del, 2, 3)
BOOST_PYTHON_MODULE(test4)
{
class_<Test>("Test")
.def("Add", &Test::Add, Add_member_overloads(args("x", "y", "z"), "something"));
def("Del", Del, Del_overloads(args("x", "y", "z"), "something"));
}
這里Add和Del函數(shù)均采用了默認(rèn)參數(shù)，Del為普通函數(shù)，Add為類成員函數(shù)，這里分別調(diào)用了不同的宏，宏的最后兩個參數(shù)分別代表函數(shù)的最少參數(shù)個數(shù)和最多參數(shù)個數(shù)
編譯命令如下
g++ test4.cpp -fPIC -shared -o test4.so -I/usr/include/python2.6 -I/usr/local/include/boost -L/usr/local/lib -lboost_python
測試如下
>>> import test4 >>> test = test4.Test() >>> print test.Add(1,2) 103 >>> print test.Add(1,2,z=3) 6 >>> print test4.Del(1,2) -1 >>> print test4.Del(1,2,z=3) -1
導(dǎo)出帶Python對象的接口
既然是導(dǎo)出為Python接口，調(diào)用者難免會使用Python特有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如tuple,list,dict，由于原生態(tài)方法太麻煩，這里只記錄boost的使用方法，假設(shè)要實現(xiàn)如下的Python函數(shù)功能
def Square(list_a)
{
return [x * x for x in list_a]
}
即對傳入的list每個元素計算平方，返回list類型的結(jié)果
代碼如下
#include <boost/python.hpp>
boost::python::list Square(boost::python::list& data)
{
boost::python::list ret;
for (int i = 0; i < len(data); ++i)
{
ret.append(data[i] * data[i]);
}
return ret;
}
BOOST_PYTHON_MODULE(test5)
{
def("Square", Square);
}
編譯命令如下
g++ test5.cpp -fPIC -shared -o test5.so -I/usr/include/python2.6 -I/usr/local/include/boost -L/usr/local/lib -lboost_python
測試如下
>>> import test5 >>> test5.Square([1,2,3]) [1, 4, 9]
boost實現(xiàn)了boost::python::tuple, boost::python::list, boost::python::dict這幾個數(shù)據(jù)類型，使用方法基本和Python保持一致，具體方法可以查看boost頭文件里的boost/python/tuple.hpp及其它對應(yīng)文件
另外比較常用的一個函數(shù)是boost::python::make_tuple() ，使用方法如下
boost::python::tuple(int a, int b, int c)
{
return boost::python::make_tuple(a, b, c);
}
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流。
相關(guān)文章
本文分享了Linux系統(tǒng)下Python連接Redis的基本配置方法，Python連接Redis需要Redis的Python包支持2018-09-09
Python實現(xiàn)判斷并移除列表指定位置元素的方法
這篇文章主要介紹了Python實現(xiàn)判斷并移除列表指定位置元素的方法,涉及Python針對列表的索引范圍判斷及元素刪除等相關(guān)操作技巧,需要的朋友可以參考下2018-04-04
這篇文章主要介紹了opencv python 圖像去噪的實現(xiàn)方法，小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧2018-08-08
這篇文章主要介紹了使用C++擴展Python的功能詳解，具有一定借鑒價值,需要的朋友可以參考下2018-01-01
這篇文章主要介紹了詳解Python的Django框架中的模版繼承,就像Python中面對對象的方法繼承道理類似,需要的朋友可以參考下2015-07-07
Python中打印字符串時可以調(diào)用ljust（左對齊），rjust（右對齊），center（中間對齊）來輸出整齊美觀的字符串，使用起來非常簡單，包括使用第二個參數(shù)填充（默認(rèn)為空格）。2008-09-09
Windows系統(tǒng)下PhantomJS的安裝和基本用法
今天小編就為大家分享一篇關(guān)于Windows系統(tǒng)下PhantomJS的安裝和基本用法，小編覺得內(nèi)容挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，具有很好的參考價值，需要的朋友一起跟隨小編來看看吧2018-10-10
這篇文章主要介紹了Python爬取知乎圖片代碼實現(xiàn)解析,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友可以參考下2019-09-09
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了python實現(xiàn)126郵箱發(fā)送郵件，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2020-05-05
這篇文章主要介紹了Python處理unicode字符的方法詳解,unicodedata中定義了所有Unicode字符的字符屬性，主要包含兩個功能，其一是根據(jù)名字查找字符；其二是給定字符查找其對應(yīng)的信息,需要的朋友可以參考下2023-08-08