C++嵌入Python

本文將介紹如何在C++程序中嵌入Python，並使用Python實現C++中的函數，以及利用Python的庫函數。

一、集成Python環境

在C++中嵌入Python的第一步是集成Python環境。因此，我們需要首先下載和安裝Python。在完成安裝後，將Python的安裝目錄添加到環境變數中。

#include <Python.h>

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

上面的代碼中，我們使用Py_Initialize()和Py_Finalize()函數初始化Python環境並在程序結束時清理Python環境。我們使用PyRun_SimpleString()函數在Python中執行一行代碼，也即輸出Hello World。

二、C++調用Python函數

接下來，我們將看看如何在C++中調用Python函數。

#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;
}

上面的代碼中，我們使用PyImport_ImportModule()函數導入一個Python模塊，然後使用PyObject_GetAttrString()獲取模塊中的函數，並使用PyObject_CallObject()調用具體函數。

三、Python模塊中使用C++函數

我們也可以在Python代碼中使用C++實現的函數。在使用Python中的函數時，我們可以在Python中直接調用C++函數，只需將其包裝成Python模塊中的函數即可。

#include <Python.h>

static PyObject* myfunction(PyObject* self, PyObject* args)
{
    // C++函數實現
    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);
}

在上面的代碼中，我們創建了一個Python模塊mymodule，並將C++函數myfunction封裝成Python函數，在Python中使用”import mymodule”即可調用該函數。

四、使用Python庫函數

除了以上提及的功能，我們也可以在C++程序中使用Python自帶的庫函數。我們需要先使用PyImport_ImportModule()導入對應庫，然後即可調用該庫的函數。

#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;
}

上面的代碼中，我們在C++中使用Python庫中的os模塊獲取當前工作目錄，並在Python中調用getcwd()函數。