使用Python嵌入式技术在C/C++程序中调用Python解释器|极客教程

使用Python嵌入式技术在C/C++程序中调用Python解释器

1. 简介

Python是一种简单易学、功能强大的高级编程语言，广泛应用于web开发、数据科学、人工智能等领域。在一些需要扩展功能的C/C++程序中，我们可以通过Python的嵌入式技术来调用Python解释器，实现更灵活的功能扩展。

2. Python嵌入式介绍

Python提供了一个C API，允许我们在C/C++程序中调用Python解释器。通过Python嵌入式技术，我们可以：

在C/C++程序中执行Python脚本
在C/C++程序中调用Python模块和函数
在C/C++程序中创建Python对象

3. 准备工作

在使用Python嵌入式技术前，我们需要确保系统中已经安装了Python解释器和开发包。可以通过以下命令来安装Python的开发包：

sudo apt-get install python3-dev

4. 基本示例

下面通过一个简单的示例来演示如何在C/C++程序中调用Python解释器。

4.1 编写C代码

#include <Python.h>

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

4.2 编译并运行

使用gcc编译上述代码：

gcc -o embed_python embed_python.c -I /usr/include/python3.8 -lpython3.8

运行生成的可执行文件：

./embed_python

你将在输出中看到以下内容：

Hello from Python!

5. 调用Python模块和函数

除了执行简单的Python语句，我们还可以调用Python模块和函数。

5.1 创建Python模块

我们可以使用以下Python代码创建一个简单的Python模块，保存为example_module.py：

# example_module.py

def add(a, b):
    return a + b

5.2 在C代码中调用Python模块和函数

#include <Python.h>

int main() {
    Py_Initialize();

    // 导入Python模块
    PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("example_module");

    // 获取模块中的函数
    PyObject *pFunction = PyObject_GetAttrString(pModule, "add");

    // 调用函数
    PyObject *pArgs = PyTuple_Pack(2, PyLong_FromLong(1), PyLong_FromLong(2));
    PyObject *pValue = PyObject_CallObject(pFunction, pArgs);

    // 打印返回值
    printf("Result: %ld\n", PyLong_AsLong(pValue));

    // 清理
    Py_DECREF(pArgs);
    Py_DECREF(pFunction);
    Py_DECREF(pModule);

    Py_Finalize();
    return 0;
}

编译并运行上述代码，你将在输出中看到结果Result: 3。

6. 在C/C++程序中创建Python对象

通过Python嵌入式技术，我们可以在C/C++程序中直接创建Python对象。

6.1 创建Python对象

#include <Python.h>

int main() {
    Py_Initialize();

    // 创建一个Python列表对象
    PyObject *pList = PyList_New(0);

    // 向列表中添加元素
    PyObject *pStr1 = PyUnicode_FromString("Hello");
    PyList_Append(pList, pStr1);

    PyObject *pStr2 = PyUnicode_FromString("World");
    PyList_Append(pList, pStr2);

    // 打印列表中的元素
    for (Py_ssize_t i = 0; i < PyList_Size(pList); ++i) {
        PyObject *pItem = PyList_GetItem(pList, i);
        PyObject *pStrItem = PyObject_Str(pItem);
        printf("%s\n", PyUnicode_AsUTF8(pStrItem));
    }

    // 清理
    Py_DECREF(pList);

    Py_Finalize();
    return 0;
}