C语言中程序如何调用Python脚本

有时候在写C语言程序的时候又想利用一下python强大的模块，于是C与python的混合编程便应运而生。
下面简单说说在C语言编译环境中调用python脚本文件的基础应用。

一、环境配置

以vs2017为例。

0x00 平台

首先你要知道你电脑上安装的python环境是64位还是32位，vs的编译平台需要与python环境一致。
比如我的python环境是64位，vs工程就要配置成x64。

右键点击你的解决方案，点击属性，

0x01 添加 包含目录 和 库目录

在属性窗口双击“VC++ Directories”（VC++目录），把在Include Directories （包含目录）和 Library Directories（库目录）下添加python安装路径下的include和ibs文件夹的路径。

0x02 添加依赖项

在添加之前一定要先确保自己安装了python的debug版本，详见我的另一篇博客【VS2017】“LNK1104 cannot open file ‘python39_d.lib‘

双击“linker”（链接器）下的“Input”，添加python39_d.lib这个依赖项

点击确定则配置完成。

这样在写程序的时候添加Python.h头文件就不会报错，python39_d.lib里的API函数也就可以正常使用了。

二、案例

主要流程就是：

• 初始化python
• 导入py脚本（模块）
• 获取模块里的函数
• 必要的C语言数据类型转python的数据类型（传参前）
• 调用函数
• 释放python

#include
#include 
int main()
{
	PyObject *pName, *pModule, *pDict, *pFunc;
	PyObject *pArgs, *pValue;
	//待传参数
	int time[6]={1,2,3,4,5,6};
	//初始化python
	Py_Initialize();
	// 检查初始化是否成功  
	if (!Py_IsInitialized())
	{
		printf("初始化失败\n");
		Py_Finalize();
	}
	//设置python模块，搜寻位置，文件放在.c文件一起
	PyRun_SimpleString("import sys");
	PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");

	//获取python文件名，导入模块（我这里的py文件是graph.py） 
	pModule = PyImport_ImportModule("graph");
	if (!pModule) {
		printf("py文件导入失败\n");
		Py_Finalize();
	}
	else {
		//直接获取模块中的函数
		pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "create_graph");
		//验证函数是否获取成功
		if (!pFunc) {
			printf("函数导入失败\n");
			Py_Finalize();
		}

		//将c/c++类型数据转换为python类型，利用元组传递
		pArgs = PyTuple_New(6);
		pValue = PyLong_FromLong(time[0]);
		PyTuple_SetItem(pArgs, 0, pValue);

		pValue = PyLong_FromLong(time[1]);
		PyTuple_SetItem(pArgs, 1, pValue);

		pValue = PyLong_FromLong(time[2]);
		PyTuple_SetItem(pArgs, 2, pValue);

		pValue = PyLong_FromLong(time[3]);
		PyTuple_SetItem(pArgs, 3, pValue);

		pValue = PyLong_FromLong(time[4]);
		PyTuple_SetItem(pArgs, 4, pValue);

		pValue = PyLong_FromLong(time[5]);
		PyTuple_SetItem(pArgs, 5, pValue);
		
		//调用直接获得的函数，并传递参数
		pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);

		//释放python
		Py_Finalize();
		
		printf("success");
		return 0;
	}
}

顺便给出我的graph.py的脚本，这是一个以参数的数值生成对应的excel文件的脚本，这两个源代码是根据我的另一篇关于排序算法的博文改的案例。

# -*- coding:utf-8 -*-
import xlsxwriter

def create_graph(a,b,c,d,e,f):
	# 创建一个excel
	workbook = xlsxwriter.Workbook("排序算法比较结果.xlsx")
	# 创建一个sheet
	worksheet = workbook.add_worksheet()
	# worksheet = workbook.add_worksheet("bug_analysis")

	# 自定义样式，加粗
	bold = workbook.add_format({'bold': 1})

	# --------1、准备数据并写入excel---------------
	# 向excel中写入数据，建立图标时要用到
	headings = ["排序方法", "排序时间"]
	data = [["简单选择排序", "直接插入排序", "冒泡排序", "快速排序", "两路合并排序", "堆排序"],[a,b,c,d,e,f]]
	
	# 写入表头
	worksheet.write_row('A1', headings, bold)
 
	# 写入数据
	worksheet.write_column('A2', data[0])
	worksheet.write_column('B2', data[1])
 
	# --------2、生成图表并插入到excel---------------
	# 创建一个柱状图(column chart)
	chart_col = workbook.add_chart({'type': 'column'})
 
	# 配置第一个系列数据
	chart_col.add_series({'name': '=Sheet1!$B$1','categories': '=Sheet1!$A$2:$A$7','values':   '=Sheet1!$B$2:$B$7','line': {'color': 'red'},})
	# 这里的sheet1是默认的值，因为我们在新建sheet时没有指定sheet名
	# 如果我们新建sheet时设置了sheet名，这里就要设置成相应的值
 
	# 设置图表的title 和 x，y轴信息
	chart_col.set_title({'name': "排序算法结果"})
	chart_col.set_x_axis({'name': "排序方法"})
	chart_col.set_y_axis({'name':  "花费时间(ms)"})
 
	# 设置图表的风格
	chart_col.set_style(1)
 
	# 把图表插入到worksheet以及偏移
	worksheet.insert_chart('A10', chart_col, {'x_offset': 25, 'y_offset': 10})
	
	workbook.close()
	return 0

if __name__=="__main__":
	create_graph(10, 40, 50, 20, 10, 50)

三、常用API

1、运行Python指令

PyRun_SimpleString("print(os.getcwd(),a)");
pyext.eval(R"(a+='qwer')");

2、加载Python模块

PyObject * pModule =PyImport_ImportModule("tp"); //test:Python文件名,若脚本有错则返回空
PyRun_SimpleString("import os");

3、给Python的变量赋值

对于数值，使用Py_BuildValue：

Py_BuildValue("") None
Py_BuildValue("i", 123) 123
Py_BuildValue("iii", 123, 456, 789) (123, 456, 789)
Py_BuildValue("s", "hello") 'hello'
Py_BuildValue("ss", "hello", "world") ('hello', 'world')
Py_BuildValue("s#", "hello", 4) 'hell'
Py_BuildValue("()") ()
Py_BuildValue("(i)", 123) (123,)  
Py_BuildValue("(ii)", 123, 456) (123, 456)
Py_BuildValue("(i,i)", 123, 456) (123, 456)
Py_BuildValue("[i,i]", 123, 456) [123, 456]
Py_BuildValue("{s:i,s:i}", "abc", 123, "def", 456) {'abc': 123, 'def': 456}

对于其他数据结构，使用相应的函数设置，例如：

PyObject *pArgs = PyTuple_New(1);
PyObject *pDict = PyDict_New();  //创建字典类型变量 
PyDict_SetItemString(pDict, "Name", Py_BuildValue("s", "YQC")); //往字典类型变量中填充数据 
PyDict_SetItemString(pDict, "Age", Py_BuildValue("i", 25)); //往字典类型变量中填充数据 
PyTuple_SetItem(pArgs, 0, pDict);//0---序号 将字典类型变量添加到参数元组中 

构造好对象以后，通过PyObject_SetAttrString来设置进入Python中:

PyObject *ps=PyUnicode_DecodeUTF8(val,strlen(val),"ignore"); //构造了一个对象
PyObject_SetAttrString(p_main_Module,key,ps); //设置

4、获取Python变量的值

首先取得变量的指针,然后通过PyArg_Parse解析

pModule =PyImport_ImportModule("__main__");
pReturn = PyObject_GetAttrString(pModule, "a"); //可以获得全局变量
int size = PyDict_Size(pReturn); 
PyObject *pNewAge = PyDict_GetItemString(pReturn, "Age"); 
int newAge;
PyArg_Parse(pNewAge, "i", &newAge); 

对于元组的解析：

PyObject * pfun=PyObject_GetAttrString(pModule, "testdict"); //testdict:Python文件中的函数名
PyObject *pReturn = PyEval_CallObject(pfun, pArgs); //调用函数

5、调用Python函数

PyObject * pfun=PyObject_GetAttrString(pModule, "testdict"); //testdict:Python文件中的函数名
PyObject *pReturn = PyEval_CallObject(pfun, pArgs); //调用函数

6、设置函数让Python调用

首先定义c函数，然后声明方法列表，然后声明模块，然后增加这个模块，最后调用

static int numargs=1890;
static PyObject* emb_numargs(PyObject *self, PyObject *args) //C函数
{
  if(!PyArg_ParseTuple(args, ":numargs"))
    return NULL;
  return PyLong_FromLong(numargs);
}
static PyMethodDef EmbMethods[] = { //方法列表
  {"numargs", emb_numargs, METH_VARARGS,
   "Return the number of arguments received by the process."},
  {NULL, NULL, 0, NULL}
};
static PyModuleDef EmbModule = { //模块声明
  PyModuleDef_HEAD_INIT, "emb", NULL, -1, EmbMethods,
  NULL, NULL, NULL, NULL
};
static PyObject* PyInit_emb(void) //模块初始化函数
{
  return PyModule_Create(&EmbModule);
}
//增加模块：
PyImport_AppendInittab("emb", &PyInit_emb); //增加一个模块

到此这篇关于C语言中程序如何调用Python脚本的文章就介绍到这了,更多相关C语言调用Python脚本内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！