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C++擴展和嵌入Python

編輯:vc教程

Python簡介

Python是一種簡單易學,功能強大的解釋型編程語言,它有簡潔明了的語法,高效率的高層數據結構,能夠簡單而有效地實現面向對象編程,特別適用於快速應用程序開發,也可以用來開發大規模的重要的商業應用。Python是一個理想的腳本語言。

Python免費開源,可移植到多種操作系統,只要避免使用依賴於特定操作系統的特性,Python程序無需修改就可以在各種平台上面運行。

Python擁有現代編程語言所具有的一切強大功能,Python標准庫十分龐大,可以幫助開發者處理各種工作,如:圖形用戶界面、文件處理、多媒體、正則表達式、文檔生成、單元測試、線程、數據庫、網絡通訊、網頁浏覽器、CGI、FTP、電子郵件、XML、HTML、WAV文件、密碼系統、Tk和其他與系統有關的操作。只要安裝了Python,這些功能都是可用的除了標准庫以外,還有許多其他高質量的庫,如wxPython、Twisted和Python圖形庫等等數不勝數。

Python容易擴展和嵌入。Python提供的許多標准模塊支持C或者C++接口。Python和C可以一起工作,它可以嵌入到C或者C++的應用程序當中,因此可用Python語言為應用程序提供腳本接口,由於支持跨語言開發,可用Python設計概念化應用程序,並逐步移植到C,使用前不必用C重寫應用程序。(Jython使Python可以和Java一起工作,使開發者可以在Python裡面調Java的包,也可以在Java裡面使用Python的對象。還有更妙的,由於Jython的解釋器完全用Java編寫,因此可以在支持Java的任何平台上部署Python程序,甚至WEB浏覽器也可以直接運行Python腳本。)

提出問題

在某個C++應用程序中,我們用一組插件來實現一些具有統一接口的功能,我們使用Python來代替動態鏈接庫形式的插件,這樣可以方便地根據需求的變化改寫腳本代碼,而不是必須重新編譯鏈接二進制的動態鏈接庫。Python強大的功能足以勝任,但是有一些操作系統特定的功能需要用C++來實現,再由Python調用。所以,最基礎地,我們需要做到:

1. 把Python嵌入到C++應用程序中,在C++程序中調用Python函數和獲得變量的值;

2. 用C++為Python編寫擴展模塊(動態鏈接庫),在Python程序中調用C++開發的擴展功能函數。

常用的Python/C API介紹

下面是例子中用到的幾個Python/C API的簡要介紹及示例代碼。注意,這並不是這些函數的詳細介紹,而僅僅是我們所用到的功能簡介,更詳細內容請參考文檔[1]、[2]、[3]、[4]。

打開Microsoft Visual Studio .NET 2003,新建一個控制台程序,#include <Python.h>,並在main函數裡加入示例代碼。

//先定義一些變量
char *cstr;
PyObject *pstr, *pmod, *pdict;
PyObject *pfunc, *pargs;
1. void Py_Initialize( )

初始化Python解釋器,在C++程序中使用其它Python/C API之前,必須調用此函數,如果調用失敗,將產生一個致命的錯誤。例:

Py_Initialize();

2. int PyRun_SimpleString( const char *command)

執行一段Python代碼,就好象是在__main__ 函數裡面執行一樣。例:

PyRun_SimpleString("from time import time,ctime\n"
"print ''Today is'',ctime(time())\n");

3. PyObject* PyImport_ImportModule( char *name)

導入一個Python模塊,參數name可以是*.py文件的文件名。相當於Python內建函數__import__()。例:

pmod = PyImport_ImportModule("mymod"); //mymod.py

4. PyObject* PyModule_GetDict( PyObject *module)

相當於Python模塊對象的__dict__ 屬性,得到模塊名稱空間下的字典對象。例:

pdict = PyModule_GetDict(pmod);

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