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，非凡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，只要避免使用依靠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輕易擴展和嵌入。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。注重，這並不是這些函數的具體介紹，而僅僅是我們所用到的功能簡介，更具體內容請參考文檔[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，假如調用失敗，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
"
"print ''Today is'',ctime(time())
");
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);
5. PyObject* PyRun_String( const char *str, int start, PyObject *globals, PyObject *locals)
執行一段Python代碼。pstr = PyRun_String("message", Py_eval_input, pdict, pdict);
6. int PyArg_Parse( PyObject *args, char *format, ...)
解構Python數據為C的類型，這樣C程序中才可以使用Python裡的數據。例：/* convert to C and print it*/
PyArg_Parse(pstr, "s", &cstr);
printf("%s
", cstr);
7. PyObject* PyObject_GetAttrString( PyObject *o, char *attr_name)
返回模塊對象o中的attr_name 屬性或函數，相當於Python中表達式語句：o.attr_name。例：/* to call mymod.transform(mymod.message) */
pfunc = PyObject_GetAttrString(pmod, "transform");
8. PyObject* Py_BuildValue( char *format, ...)
構建一個參數列表，把C類型轉換為Python對象，使Python可以使用C類型數據，例：cstr="this is hjs''s test, to uppercase";
pargs = Py_BuildValue("(s)", cstr);
9. PyEval_CallObject(PyObject* pfunc, PyObject* pargs)
此函數有兩個參數，都指向Python對象指針，pfunc是要調用的Python 函數，通常可用PyObject_GetAttrString()獲得；pargs是函數的參數列表，通常可用Py_BuildValue()構建。例：pstr = PyEval_CallObject(pfunc, pargs);
PyArg_Parse(pstr, "s", &cstr);
printf("%s
", cstr);
10. void Py_Finalize( )
關閉Python解釋器，釋放解釋器所占用的資源。例：Py_Finalize();
Python2.4環境沒有提供調試版本的Python24d.lib，所以上述示例在release模式下編譯。編譯完成後，把可行文件和附2給出的mymod.py文件放在一起，再點擊即可運行。為了簡化編程，附3 給出了simplepy.h。這樣，調用mymod.transform變成如下形式：//#include”simplepy.h”
CSimplepy py;
py.ImportModule("mymod");
std::string str=py.CallObject("transform",
"this is hjs''s test, to uppercase");
printf("%s
", str.c_str());
接下來，我們來用C++為Python編寫擴展模塊(動態鏈接庫)，並在Python程序中調用C++開發的擴展功能函數。生成一個取名為pyUtil的Win32 DLL工程，除了pyUtil.cpp文件以外，從工程中移除所有其它文件，並填入如下的代碼： // pyUtil.cpp
#ifdef PYUTIL_EXPORTS
#define PYUTIL_API __declspec(dllexport)
#else
#define PYUTIL_API __declspec(dllimport)
#endif
#include<windows.h>
#include<string>
#include<Python.h>
BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
DWord ul_reason_for_call,
LPVOID lpReserved
？)
{
switch (ul_reason_for_call)
{
case DLL_PROCESS_ATTACH:
case DLL_THREAD_ATTACH:
case DLL_THREAD_DETACH:
case DLL_PROCESS_DETACH:
break;
}
return TRUE;
}
std::string Recognise_Img(const std::string url)
{
//返回結果
return "從dll中返回的數據... : " +url;
}
static PyObject* Recognise(PyObject *self, PyObject *args)
{
const char *url;
std::string sts;
if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &url))
return NULL;
sts = Recognise_Img(url);
return Py_BuildValue("s", sts.c_str() );
}
static PyMethodDef AllMyMethods[] = {
{"Recognise", Recognise, METH_VARARGS},//暴露給Python的函數
{NULL, NULL} /* Sentinel */
};
extern "C" PYUTIL_API void initpyUtil()
{
PyObject *m, *d;
m = Py_InitModule("pyUtil", AllMyMethods); //初始化本模塊，並暴露函數
d = PyModule_GetDict(m);
}
在Python代碼中調用這個動態鏈接庫： import pyUtil
result = pyUtil.Recognise("input url of specific data")
print "the result is: "+ result用C++為Python寫擴展時，假如您願意使用Boost.Python庫的話，開發過程會變得更開心J，要編寫一個與上述pyUtil同樣功能的動態鏈接庫，只需把文件內容替換為下面的代碼。當然，編譯需要boost_python.lib支持，運行需要boost_python.dll支持。 #include<string>
#include <boost/python.hpp>
using namespace boost::python;
#pragma comment(lib, "boost_python.lib")
std::string strtmp;
char const* Recognise(const char* url)
{
strtmp ="從dll中返回的數據... : ";
strtmp+=url;
return strtmp.c_str();
}
BOOST_PYTHON_MODULE(pyUtil)
{
def("Recognise", Recognise);
}
所有示例都在Microsoft Windows XP Professional + Microsoft Visual Studio .NET 2003 + Python2.4環境下測試通過，本文所用的Boost庫為1.33版本。
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，非凡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，只要避免使用依靠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輕易擴展和嵌入。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。注重，這並不是這些函數的具體介紹，而僅僅是我們所用到的功能簡介，更具體內容請參考文檔[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，假如調用失敗，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
"
"print ''Today is'',ctime(time())
");
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);
5. PyObject* PyRun_String( const char *str, int start, PyObject *globals, PyObject *locals)
執行一段Python代碼。pstr = PyRun_String("message", Py_eval_input, pdict, pdict);
6. int PyArg_Parse( PyObject *args, char *format, ...)
解構Python數據為C的類型，這樣C程序中才可以使用Python裡的數據。例：/* convert to C and print it*/
PyArg_Parse(pstr, "s", &cstr);
printf("%s
", cstr);
7. PyObject* PyObject_GetAttrString( PyObject *o, char *attr_name)
返回模塊對象o中的attr_name 屬性或函數，相當於Python中表達式語句：o.attr_name。例：/* to call mymod.transform(mymod.message) */
pfunc = PyObject_GetAttrString(pmod, "transform");
8. PyObject* Py_BuildValue( char *format, ...)
構建一個參數列表，把C類型轉換為Python對象，使Python可以使用C類型數據，例：cstr="this is hjs''s test, to uppercase";
pargs = Py_BuildValue("(s)", cstr);
9. PyEval_CallObject(PyObject* pfunc, PyObject* pargs)
此函數有兩個參數，都指向Python對象指針，pfunc是要調用的Python 函數，通常可用PyObject_GetAttrString()獲得；pargs是函數的參數列表，通常可用Py_BuildValue()構建。例：pstr = PyEval_CallObject(pfunc, pargs);
PyArg_Parse(pstr, "s", &cstr);
printf("%s
", cstr);
10. void Py_Finalize( )
關閉Python解釋器，釋放解釋器所占用的資源。例：Py_Finalize();
Python2.4環境沒有提供調試版本的Python24d.lib，所以上述示例在release模式下編譯。編譯完成後，把可行文件和附2給出的mymod.py文件放在一起，再點擊即可運行。為了簡化編程，附3 給出了simplepy.h。這樣，調用mymod.transform變成如下形式：//#include”simplepy.h”
CSimplepy py;
py.ImportModule("mymod");
std::string str=py.CallObject("transform",
"this is hjs''s test, to uppercase");
printf("%s
", str.c_str());
接下來，我們來用C++為Python編寫擴展模塊(動態鏈接庫)，並在Python程序中調用C++開發的擴展功能函數。生成一個取名為pyUtil的Win32 DLL工程，除了pyUtil.cpp文件以外，從工程中移除所有其它文件，並填入如下的代碼： // pyUtil.cpp
#ifdef PYUTIL_EXPORTS
#define PYUTIL_API __declspec(dllexport)
#else
#define PYUTIL_API __declspec(dllimport)
#endif
#include<windows.h>
#include<string>
#include<Python.h>
BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
DWORD ul_reason_for_call,
LPVOID lpReserved
？)
{
switch (ul_reason_for_call)
{
case DLL_PROCESS_ATTACH:
case DLL_THREAD_ATTACH:
case DLL_THREAD_DETACH:
case DLL_PROCESS_DETACH:
break;
}
return TRUE;
}
std::string Recognise_Img(const std::string url)
{
//返回結果
return "從dll中返回的數據... : " +url;
}
static PyObject* Recognise(PyObject *self, PyObject *args)
{
const char *url;
std::string sts;
if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &url))
return NULL;
sts = Recognise_Img(url);
return Py_BuildValue("s", sts.c_str() );
}
static PyMethodDef AllMyMethods[] = {
{"Recognise", Recognise, METH_VARARGS},//暴露給Python的函數
{NULL, NULL} /* Sentinel */
};
extern "C" PYUTIL_API void initpyUtil()
{
PyObject *m, *d;
m = Py_InitModule("pyUtil", AllMyMethods); //初始化本模塊，並暴露函數
d = PyModule_GetDict(m);
}
在Python代碼中調用這個動態鏈接庫： import pyUtil
result = pyUtil.Recognise("input url of specific data")
print "the result is: "+ result用C++為Python寫擴展時，假如您願意使用Boost.Python庫的話，開發過程會變得更開心J，要編寫一個與上述pyUtil同樣功能的動態鏈接庫，只需把文件內容替換為下面的代碼。當然，編譯需要boost_python.lib支持，運行需要boost_python.dll支持。 #include<string>
#include <boost/python.hpp>
using namespace boost::python;
#pragma comment(lib, "boost_python.lib")
std::string strtmp;
char const* Recognise(const char* url)
{
strtmp ="從dll中返回的數據... : ";
strtmp+=url;
return strtmp.c_str();
}
BOOST_PYTHON_MODULE(pyUtil)
{
def("Recognise", Recognise);
}
所有示例都在Microsoft Windows XP Professional + Microsoft Visual Studio .NET 2003 + Python2.4環境下測試通過，本文所用的Boost庫為1.33版本。
