C++嵌入Python

本文将介绍如何在C++程序中嵌入Python，并使用Python实现C++中的函数，以及利用Python的库函数。

一、集成Python环境

在C++中嵌入Python的第一步是集成Python环境。因此，我们需要首先下载和安装Python。在完成安装后，将Python的安装目录添加到环境变量中。

#include <Python.h>

int main()
{
    Py_Initialize();
    PyRun_SimpleString("print('Hello World')");
    Py_Finalize();
    return 0;
}

上面的代码中，我们使用Py_Initialize()和Py_Finalize()函数初始化Python环境并在程序结束时清理Python环境。我们使用PyRun_SimpleString()函数在Python中执行一行代码，也即输出Hello World。

二、C++调用Python函数

接下来，我们将看看如何在C++中调用Python函数。

#include <Python.h>

int main()
{
    Py_Initialize();
    PyObject* myModule = PyImport_ImportModule("mymodule");
    PyObject* myFunction = PyObject_GetAttrString(myModule, "myfunction");
    PyObject* result = PyObject_CallObject(myFunction, NULL);
    Py_Finalize();
    return 0;
}

上面的代码中，我们使用PyImport_ImportModule()函数导入一个Python模块，然后使用PyObject_GetAttrString()获取模块中的函数，并使用PyObject_CallObject()调用具体函数。

三、Python模块中使用C++函数

我们也可以在Python代码中使用C++实现的函数。在使用Python中的函数时，我们可以在Python中直接调用C++函数，只需将其包装成Python模块中的函数即可。

#include <Python.h>

static PyObject* myfunction(PyObject* self, PyObject* args)
{
    // C++函数实现
    return Py_BuildValue("s", "result");
}

static PyMethodDef mymodule_methods[] = {
    {"myfunction", myfunction, METH_VARARGS, "description"},
    {NULL, NULL, 0, NULL}
};

static struct PyModuleDef mymodule_module = {
    PyModuleDef_HEAD_INIT,
    "mymodule",
    "description",
    -1,
    mymodule_methods
};

PyMODINIT_FUNC PyInit_mymodule(void)
{
    return PyModule_Create(&mymodule_module);
}

在上面的代码中，我们创建了一个Python模块mymodule，并将C++函数myfunction封装成Python函数，在Python中使用”import mymodule”即可调用该函数。

四、使用Python库函数

除了以上提及的功能，我们也可以在C++程序中使用Python自带的库函数。我们需要先使用PyImport_ImportModule()导入对应库，然后即可调用该库的函数。

#include <Python.h>

int main()
{
    Py_Initialize();
    PyObject* sys = PyImport_ImportModule("sys");
    PyObject* path = PyObject_GetAttrString(sys, "path");
    PyObject* curDir = PyUnicode_FromString(".");
    PyList_Append(path, curDir);
    PyObject* os = PyImport_ImportModule("os");
    PyObject* result = PyObject_CallMethod(os, "getcwd", NULL);
    Py_Finalize();
    return 0;
}

上面的代码中，我们在C++中使用Python库中的os模块获取当前工作目录，并在Python中调用getcwd()函数。