C++可通过Python C API调用Python脚本,需先初始化解释器、导入模块、调用函数并处理参数与返回值,最后释放资源;示例中C++调用test.py的hello和add函数,编译时需链接Python库并包含头文件路径,注意引用计数、异常处理及GIL线程安全问题。

在C++中调用Python脚本,可以通过Python官方提供的C API来实现。这种方法允许你在C++程序中嵌入Python解释器,从而执行Python代码、调用函数、传递参数和获取返回值。以下是具体步骤和示例。
1. 环境准备
要使用C++调用Python,需要满足以下条件:
- 安装Python开发环境(包含头文件和库)
- 确保编译器能链接Python的库文件(如 libpython3.x.so 或 python3x.lib)
- 设置正确的头文件路径和库路径
例如在Ubuntu上可以安装:
sudo apt-get install python3-dev2. 基本调用流程
使用Python C API的基本步骤如下:
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- 初始化Python解释器
- 执行Python脚本或导入模块
- 调用Python函数并处理参数与返回值
- 结束时关闭解释器
示例代码(假设有一个 test.py 文件):
# test.py
def hello(name):
   print(f"Hello, {name}")
def add(a, b):
   return a + b
C++代码调用上述脚本:
                    
                
#include <Python.h>
#include <iostream>
int main() {
   // 初始化Python解释器
   Py_Initialize();
   if (!Py_IsInitialized()) {
      std::cerr << "Failed to initialize Python" << std::endl;
      return -1;
   }
   // 添加当前路径,便于导入模块
   PyRun_SimpleString("import sys");
   PyRun_SimpleString("sys.path.append('.')");
   // 导入test模块
   PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("test");
   if (!pModule) {
      std::cerr << "Can't find 'test.py'" << std::endl;
      Py_Finalize();
      return -1;
   }
   // 获取hello函数并调用
   PyObject* pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "hello");
   if (pFunc && PyCallable_Check(pFunc)) {
      PyObject* pArgs = PyTuple_New(1);
      PyTuple_SetItem(pArgs, 0, PyUnicode_FromString("World"));
      PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
      Py_DECREF(pArgs);
   }
   // 调用add函数
   PyObject* pAdd = PyObject_GetAttrString(pModule, "add");
   if (pAdd && PyCallable_Check(pAdd)) {
      PyObject* pArgs = PyTuple_New(2);
      PyTuple_SetItem(pArgs, 0, PyLong_FromLong(5));
      PyTuple_SetItem(pArgs, 1, PyLong_FromLong(3));
      PyObject* pResult = PyObject_CallObject(pAdd, pArgs);
      if (pResult) {
         long result = PyLong_AsLong(pResult);
         std::cout << "5 + 3 = " << result << std::endl;
         Py_DECREF(pResult);
      }
      Py_DECREF(pArgs);
   }
   // 清理资源
   Py_DECREF(pFunc);
   Py_DECREF(pAdd);
   Py_DECREF(pModule);
   Py_Finalize();
   return 0;
}
3. 编译方法
编译时需链接Python库。以g++为例:
g++ -o call_python call_python.cpp -I/usr/include/python3.x -lpython3.x
其中 python3.x 替换为你的实际版本号,比如 python3.8 或 python3.10。
也可以使用 pkg-config 简化编译:
g++ call_python.cpp -o call_python `pkg-config --cflags --libs python3`
4. 注意事项
- 
引用计数:Python C API使用引用计数管理内存,每次创建对象后记得适当增加或减少引用,避免内存泄漏
- 
异常处理:调用失败时可用 PyErr_Occurred() 检查是否抛出异常
- 
线程安全:如果涉及多线程,需注意GIL(全局解释器锁),必要时调用 PyGILState_Ensure / PyGILState_Release
- 
跨平台兼容性:Windows下可能需要额外配置运行时库路径
基本上就这些。只要正确配置环境,C++调用Python脚本并不复杂,但细节容易出错,特别是类型转换和资源释放部分。建议封装常用操作成工具函数,提高复用性和安全性。
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