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C語言程序如何調用python程序
下面是一個例子：
首先是python的一個簡單函數
class Hello:
def __init__(self, x):
self.a = x
def print(self, x=None):
print(x)
def xprint():
print(“hello world”)
if __name__ == “__main__”:
xprint()
h = Hello(5)
h.print()1
下面是C語言
#include python3.4m/Python.h
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
int main()
{
Py_Initialize();
// 將當前目錄加入sys.path
PyRun_SimpleString(“import sys”);
PyRun_SimpleString(“sys.path.append(‘./’)”);
// 導入hello.py模塊
PyObject *pmodule = PyImport_ImportModule(“hello”);
// 獲得函數xprint對象，並調用，輸出「hello world\n」
PyObject *pfunc = PyObject_GetAttrString(pmodule, “xprint”);
PyObject_CallFunction(pfunc, NULL);
// 獲得類Hello並生成實例pinstance，並調用print成員函數，輸出「5 6\n」
PyObject *pclass = PyObject_GetAttrString(pmodule, “Hello”);
PyObject *arg = Py_BuildValue(“(i)”, 5);
PyObject *pinstance = PyObject_Call(pclass, arg, NULL);
PyObject_CallMethod(pinstance, “print”, “i”, 6);
Py_Finalize();
return 0;
}
編譯命令如下：
gcc pyapi.c -lpython3.4m -o pyapi
如何實現 C/C++ 與 Python 的通信
屬於混合編程的問題。較全面的介紹一下，不僅限於題主提出的問題。
以下討論中，Python指它的標準實現，即CPython（雖然不是很嚴格）
本文分4個部分
C/C++ 調用 Python （基礎篇）— 僅討論Python官方提供的實現方式
Python 調用 C/C++ （基礎篇）— 僅討論Python官方提供的實現方式
C/C++ 調用 Python （高級篇）— 使用 Cython
Python 調用 C/C++ （高級篇）— 使用 SWIG
練習本文中的例子，需要搭建Python擴展開發環境。具體細節見搭建Python擴展開發環境 – 蛇之魅惑 – 知乎專欄
1 C/C++ 調用 Python（基礎篇）
Python 本身就是一個C庫。你所看到的可執行體python只不過是個stub。真正的python實體在動態鏈接庫里實現，在Windows平台上，這個文件位於 %SystemRoot%\System32\python27.dll。
你也可以在自己的程序中調用Python，看起來非常容易：
//my_python.c
#include Python.h
int main(int argc, char *argv[])
{
Py_SetProgramName(argv[0]);
Py_Initialize();
PyRun_SimpleString(“print ‘Hello Python!’\n”);
Py_Finalize();
return 0;
}
在Windows平台下，打開Visual Studio命令提示符，編譯命令為
cl my_python.c -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
在Linux下編譯命令為
gcc my_python.c -o my_python -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
在Mac OS X 下的編譯命令同上
產生可執行文件後，直接運行，結果為輸出
Hello Python!
Python庫函數PyRun_SimpleString可以執行字元串形式的Python代碼。
雖然非常簡單，但這段代碼除了能用C語言動態生成一些Python代碼之外，並沒有什麼用處。我們需要的是C語言的數據結構能夠和Python交互。
下面舉個例子，比如說，有一天我們用Python寫了一個功能特彆強大的函數：
def great_function(a):
return a + 1
接下來要把它包裝成C語言的函數。我們期待的C語言的對應函數應該是這樣的：
int great_function_from_python(int a) {
int res;
// some magic
return res;
}
首先，復用Python模塊得做『import』，這裡也不例外。所以我們把great_function放到一個module里，比如說，這個module名字叫 great_module.py
接下來就要用C來調用Python了，完整的代碼如下：
#include Python.h
int great_function_from_python(int a) {
int res;
PyObject *pModule,*pFunc;
PyObject *pArgs, *pValue;
/* import */
pModule = PyImport_Import(PyString_FromString(“great_module”));
/* great_module.great_function */
pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, “great_function”);
/* build args */
pArgs = PyTuple_New(1);
PyTuple_SetItem(pArgs,0, PyInt_FromLong(a));
/* call */
pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
res = PyInt_AsLong(pValue);
return res;
}
從上述代碼可以窺見Python內部運行的方式：
所有Python元素，module、function、tuple、string等等，實際上都是PyObject。C語言里操縱它們，一律使用PyObject *。
Python的類型與C語言類型可以相互轉換。Python類型XXX轉換為C語言類型YYY要使用PyXXX_AsYYY函數；C類型YYY轉換為Python類型XXX要使用PyXXX_FromYYY函數。
也可以創建Python類型的變數，使用PyXXX_New可以創建類型為XXX的變數。
若a是Tuple，則a[i] = b對應於 PyTuple_SetItem(a,i,b)，有理由相信還有一個函數PyTuple_GetItem完成取得某一項的值。
不僅Python語言很優雅，Python的庫函數API也非常優雅。
現在我們得到了一個C語言的函數了，可以寫一個main測試它
#include Python.h
int great_function_from_python(int a);
int main(int argc, char *argv[]) {
Py_Initialize();
printf(“%d”,great_function_from_python(2));
Py_Finalize();
}
編譯的方式就用本節開頭使用的方法。
在Linux/Mac OSX運行此示例之前，可能先需要設置環境變數：
bash:
export PYTHONPATH=.:$PYTHONPATH
csh:
setenv PYTHONPATH .:$PYTHONPATH
2 Python 調用 C/C++（基礎篇）
這種做法稱為Python擴展。
比如說，我們有一個功能強大的C函數：
int great_function(int a) {
return a + 1;
}
期望在Python里這樣使用：
from great_module import great_function
great_function(2)
3
考慮最簡單的情況。我們把功能強大的函數放入C文件 great_module.c 中。
#include Python.h
int great_function(int a) {
return a + 1;
}
static PyObject * _great_function(PyObject *self, PyObject *args)
{
int _a;
int res;
if (!PyArg_ParseTuple(args, “i”, _a))
return NULL;
res = great_function(_a);
return PyLong_FromLong(res);
}
static PyMethodDef GreateModuleMethods[] = {
{
“great_function”,
_great_function,
METH_VARARGS,
“”
},
{NULL, NULL, 0, NULL}
};
PyMODINIT_FUNC initgreat_module(void) {
(void) Py_InitModule(“great_module”, GreateModuleMethods);
}
除了功能強大的函數great_function外，這個文件中還有以下部分：
包裹函數_great_function。它負責將Python的參數轉化為C的參數（PyArg_ParseTuple），調用實際的great_function，並處理great_function的返回值，最終返回給Python環境。
導
出表GreateModuleMethods。它負責告訴Python這個模塊里有哪些函數可以被Python調用。導出表的名字可以隨便起，每一項有4
個參數：第一個參數是提供給Python環境的函數名稱，第二個參數是_great_function，即包裹函數。第三個參數的含義是參數變長，第四個
參數是一個說明性的字元串。導出表總是以{NULL, NULL, 0, NULL}結束。
導出函數initgreat_module。這個的名字不是任取的，是你的module名稱添加前綴init。導出函數中將模塊名稱與導出表進行連接。
在Windows下面，在Visual Studio命令提示符下編譯這個文件的命令是
cl /LD great_module.c /o great_module.pyd -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
/LD 即生成動態鏈接庫。編譯成功後在當前目錄可以得到 great_module.pyd（實際上是dll）。這個pyd可以在Python環境下直接當作module使用。
在Linux下面，則用gcc編譯：
gcc -fPIC -shared great_module.c -o great_module.so -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
在當前目錄下得到great_module.so，同理可以在Python中直接使用。
本部分參考資料
《Python源碼剖析-深度探索動態語言核心技術》是系統介紹CPython實現以及運行原理的優秀教程。
Python 官方文檔的這一章詳細介紹了C/C++與Python的雙向互動Extending and Embedding the Python Interpreter
關於編譯環境，本文所述方法僅為出示原理所用。規範的方式如下：3. Building C and C++ Extensions with distutils
作為字典使用的官方參考文檔 Python/C API Reference Manual
用以上的方法實現C/C++與Python的混合編程，需要對Python的內部實現有相當的了解。接下來介紹當前較為成熟的技術Cython和SWIG。
3 C/C++ 調用 Python（使用Cython）
在
前面的小節中談到，Python的數據類型和C的數據類型貌似是有某種「一一對應」的關係的，此外，由於Python（確切的說是CPython）本身是
由C語言實現的，故Python數據類型之間的函數運算也必然與C語言有對應關係。那麼，有沒有可能「自動」的做替換，把Python代碼直接變成C代碼
呢？答案是肯定的，這就是Cython主要解決的問題。
安裝Cython非常簡單。Python 2.7.9以上的版本已經自帶easy_install：
easy_install -U cython
在Windows環境下依然需要Visual
Studio，由於安裝的過程需要編譯Cython的源代碼，故上述命令需要在Visual
Studio命令提示符下完成。一會兒使用Cython的時候，也需要在Visual
Studio命令提示符下進行操作，這一點和第一部分的要求是一樣的。
繼續以例子說明：
#great_module.pyx
cdef public great_function(a,index):
return a[index]
這其中有非Python關鍵字cdef和public。這些關鍵字屬於Cython。由於我們需要在C語言中使用
「編譯好的Python代碼」，所以得讓great_function從外面變得可見，方法就是以「public」修飾。而cdef類似於Python的
def，只有使用cdef才可以使用Cython的關鍵字public。
這個函數中其他的部分與正常的Python代碼是一樣的。
接下來編譯 great_module.pyx
cython great_module.pyx
得到great_module.h和great_module.c。打開great_module.h可以找到這樣一句聲明：
__PYX_EXTERN_C DL_IMPORT(PyObject) *great_function(PyObject *, PyObject *)
寫一個main使用great_function。注意great_function並不規定a是何種類型，它的
功能只是提取a的第index的成員而已，故使用great_function的時候，a可以傳入Python
String，也可以傳入tuple之類的其他可迭代類型。仍然使用之前提到的類型轉換函數PyXXX_FromYYY和PyXXX_AsYYY。
//main.c
#include Python.h
#include “great_module.h”
int main(int argc, char *argv[]) {
PyObject *tuple;
Py_Initialize();
initgreat_module();
printf(“%s\n”,PyString_AsString(
great_function(
PyString_FromString(“hello”),
PyInt_FromLong(1)
)
));
tuple = Py_BuildValue(“(iis)”, 1, 2, “three”);
printf(“%d\n”,PyInt_AsLong(
great_function(
tuple,
PyInt_FromLong(1)
)
));
printf(“%s\n”,PyString_AsString(
great_function(
tuple,
PyInt_FromLong(2)
)
));
Py_Finalize();
}
編譯命令和第一部分相同：
在Windows下編譯命令為
cl main.c great_module.c -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
在Linux下編譯命令為
gcc main.c great_module.c -o main -I/usr/include/python2.7/ -lpython2.7
這個例子中我們使用了Python的動態類型特性。如果你想指定類型，可以利用Cython的靜態類型關鍵字。例子如下：
#great_module.pyx
cdef public char great_function(const char * a,int index):
return a[index]
cython編譯後得到的.h里，great_function的聲明是這樣的：
__PYX_EXTERN_C DL_IMPORT(char) great_function(char const *, int);
很開心對不對！
這樣的話，我們的main函數已經幾乎看不到Python的痕迹了：
//main.c
#include Python.h
#include “great_module.h”
int main(int argc, char *argv[]) {
Py_Initialize();
initgreat_module();
printf(“%c”,great_function(“Hello”,2));
Py_Finalize();
}
在這一部分的最後我們給一個看似實用的應用（僅限於Windows）：
還是利用剛才的great_module.pyx，準備一個dllmain.c：
#include Python.h
#include Windows.h
#include “great_module.h”
extern __declspec(dllexport) int __stdcall _great_function(const char * a, int b) {
return great_function(a,b);
}
BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason,LPVOID lpReserved) {
switch( fdwReason ) {
case DLL_PROCESS_ATTACH:
Py_Initialize();
initgreat_module();
break;
case DLL_PROCESS_DETACH:
Py_Finalize();
break;
}
return TRUE;
}
在Visual Studio命令提示符下編譯：
cl /LD dllmain.c great_module.c -IC:\Python27\include C:\Python27\libs\python27.lib
會得到一個dllmain.dll。我們在Excel裡面使用它，沒錯，傳說中的Excel與Python混合編程：
參考資料：Cython的官方文檔，質量非常高：
Welcome to Cython』s Documentation
出自：Jerry Jho
c如何調用python程序
C語言如何調用python，相關步驟如下：
首先，C語言中調用python，要使用頭文件Python.h。
2、接著，定義一個調用python的函數。
相關推薦：《Python教程》
3、函數中，設置python庫的路徑。
4、然後，初始化python。
5、運行一個python代碼，輸出How are you。
6、最後，釋放python。
原創文章，作者：小藍，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-tw/n/185478.html
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