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C++如何调用Python脚本_C++与Python混合编程接口实现

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2025-10-31 21:02:02

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来源于php中文网

原创

答案:C++调用Python需配置环境并使用Python C API,步骤包括:1. 安装对应版本Python并链接库文件;2. 调用Py_Initialize()初始化解释器;3. 通过PyRun_SimpleString或PyImport_ImportModule执行脚本或调用函数;4. 正确管理PyObject引用计数,调用Py_DECREF释放资源,避免内存泄漏。

c++如何调用python脚本_c++与python混合编程接口实现

在实际开发中,C++与Python混合编程是一种常见需求。C++负责性能敏感的逻辑,而Python擅长快速实现算法原型或调用AI框架。要让C++调用Python脚本,最直接的方式是使用Python官方提供的C API。下面介绍如何实现这一过程,并给出关键步骤和注意事项。

1. 环境准备与依赖配置

要在C++中调用Python,必须确保系统中已安装Python开发环境,并正确链接Python库。

注意:建议使用与目标Python脚本版本一致的Python解释器(如Python 3.8)。
  • 安装Python时勾选“Add Python to PATH”并保留“pip”和“IDLE”组件
  • 确认存在Python.h头文件(通常位于include目录)
  • 获取Python动态库(如libpython3.8.so或python38.lib)
  • 在编译时指定头文件路径(-I)和库路径(-L),并链接python3.x
例如,在Linux下使用g++编译:
g++ main.cpp -o main -I/usr/include/python3.8 -lpython3.8
在Windows下使用Visual Studio需设置包含目录、库目录,并链接python38.lib

2. 初始化Python解释器

C++程序需要先初始化Python运行时环境,才能执行脚本。

  • 调用Py_Initialize()启动Python解释器
  • 检查是否初始化成功,避免后续操作崩溃
  • 可设置Python模块搜索路径,以便导入自定义脚本
示例代码:
#include 

int main() {
    Py_Initialize();
    if (!Py_IsInitialized()) {
        return -1;
    }

    // 添加当前路径到sys.path
    PyRun_SimpleString("import sys");
    PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");

    // 后续执行脚本...
    
    Py_Finalize();
    return 0;
}

3. 执行Python脚本或函数

有两种常用方式:直接执行脚本字符串,或调用.py文件中的具体函数。

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方法一:执行脚本内容
PyRun_SimpleString("print('Hello from Python!')");
方法二:加载模块并调用函数 假设有一个math_ops.py文件:
def add(a, b):
    return a + b
C++中调用:
PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("math_ops");
if (pModule) {
    PyObject *pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "add");
    if (pFunc && PyCallable_Check(pFunc)) {
        PyObject *pArgs = PyTuple_New(2);
        PyTuple_SetItem(pArgs, 0, PyLong_FromLong(5));
        PyTuple_SetItem(pArgs, 1, PyLong_FromLong(3));

        PyObject *pResult = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
        long result = PyLong_AsLong(pResult);
        printf("Result: %ld\n", result);

        Py_DECREF(pArgs);
        Py_DECREF(pResult);
    }
    Py_DECREF(pModule);
}

4. 错误处理与资源管理

Python C API使用引用计数管理对象,必须正确释放资源,防止内存泄漏。

  • 每次获取PyObject*后,使用完需调用Py_DECREF()
  • 检查API返回值是否为NULL,判断是否出错
  • 可通过PyErr_Print()输出错误信息
例如:
if (!pFunc || !PyCallable_Check(pFunc)) {
    PyErr_Print();
    return -1;
}
同时,在程序结束前调用Py_Finalize()清理解释器。 基本上就这些。只要配置好环境,掌握基本的API调用流程,C++调用Python脚本并不复杂,但要注意类型转换和内存管理细节。

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