Qt C++中调用python,并将软件打包发布，python含第三方依赖

工作中遇到qt c++调用我的python 代码，并且想要一键打包，这里我根据参考的以及个人实践的结果来简单实现一下。

环境：windows系统，QT Creater 4.5， python 3.8（anaconda虚拟环境）

1. 简单QT调用python程序

1.创建QT工程

中间省略3个步骤图。创建完成后，如图。

首先提示各位从python过来的同仁，QT中有时候对项目“重新构建”，项目并不真正的重新构建，如果这样的话，我们需要在工程文件夹下找到对应的构建后的项目，即比较长的这个（对应的是debug模式下的编译构建），删除掉，再点击重新构建。

2. 配置python 环境

使用QT 调用python需要加载Python.h头文件，我们在Headers/mainwindow.h里面引入Python.h。但原始配置是找不到Python.h的，所以首先我们需要将安装好的python路径配置到QT的配置文件（.pro）中。 

打开(项目名.pro)文件，按照如下格式填写。这里我将一个python 环境的DLLs,include,Lib,libs和python3.dll, python38.dll 以及vcruntime.dll 复制过来，为该项目单独做个python环境。

（参考在QT C++中调用 Python并将软件打包发布（裸机可运行）_互联网集市）

我是创建一个python_38的python环境，拷贝了miniconda3/envs/cat虚拟环境中的DLLs,include,Lib,libs和python3.dll, python38.dll 以及vcruntime140.dll （这个python环境要能够支撑后面的python代码的运行，就是在原来的虚拟环境中，下面的python代码也可以执行的）

INCLUDEPATH += -I D:\output\envs\python_38\include  # python.h
LIBS += -LD:\output\envs\python_38\libs -lpython38  # python38.lib

其中 INCLUDEPATH 里面配置的是python.h的路径，LIBS配置的是python38.lib的路径。（参考Qt调用Python详细图文过程记录_python_脚本之家）

问题1：出现C2059错误

解决办法：在object.h中把slots改成slots1。Python将slots作为变量，而Qt将slots作为关键字，所以冲突了，再次编译该问题就没有了（参考Qt调用Python详细图文过程记录_python_脚本之家）

问题2 

如果出现找不到python38_d.lib是因为系统默认我们采用的是debug模式编译的（图片左下角所示）

我们可以

1在D:\output\envs\python_38\libs 复制python38.lib，粘贴成python38_d.lib

2 将编译模式修改成release模式。

以下操作在release模式进行

再次编译，如果不报错，则表示编译成功，点击运行，出现弹窗。

为了方便调试我们的程序是否成功，我们在mainwindow.h中加入QDebug

然后再mainwindow.cpp中编写如下，运行。（参考C++调用python脚本 - 知乎）

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    // 初始化python解释器.C/C++中调用Python之前必须先初始化解释器
    Py_Initialize();
    // 判断python解析器的是否已经初始化完成
    if(!Py_IsInitialized())
        qDebug()<<"[db:] Py_Initialize fail";
    else
        qDebug()<<"[db:] Py_Initialize success";
    // 执行 python 语句
    PyRun_SimpleString("print('hello world') ");
    // 并销毁自上次调用Py_Initialize()以来创建并为被销毁的所有子解释器。
    Py_Finalize();


}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

代码能够解释执行python语句，并输出hello world，表示我们配置运行成功。

3. 调用python脚本

把python脚本嵌入近c++语句中，肯定不是我们想要的，我们想要的是QT C++能够调用执行python脚本的。

我们写一个简单的python脚本py_test.py，为了证明调用成功，我们使用python写一个空文件，内容如下。

def write_file():
    with open("a.txt", "w") as f:
        f.write("test")

将其放到py_scripts文件夹下，py_scripts与build-simple_test-Desktop_Qt_5_10_0_MSVC2015_64bit-Release文件夹的相对位置如下所示，即同属于./qt文件夹下

修改mainwindow.cpp内容，如下

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    // 初始化python解释器.C/C++中调用Python之前必须先初始化解释器
    Py_Initialize();
    // 判断python解析器的是否已经初始化完成
    if(!Py_IsInitialized())
        qDebug()<<"[db:] Py_Initialize fail";
    else
        qDebug()<<"[db:] Py_Initialize success";
    // 执行 python 语句
    PyRun_SimpleString("print('hello world') ");

    // 导入sys模块设置模块地址，以及python脚本路径
    PyRun_SimpleString("import sys");
    // 该相对路径是以build...为参考的
    PyRun_SimpleString("sys.path.append('../py_scripts')");
    // 加载 python 脚本
    PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("py_test");  // 脚本名称，不带.py
    if(!pModule)  // 脚本加载成功与否
        qDebug()<<"[db:] pModule fail";
    else
        qDebug()<<"[db:] pModule success";

    // 创建函数指针
    PyObject* pFunc= PyObject_GetAttrString(pModule,"write_file");  // 方法名称
    if(!pFunc || !PyCallable_Check(pFunc))  // 函数是否创建成功
        qDebug()<<"[db:] pFunc fail";
    else
        qDebug()<<"[db:] pFunc success";
    // 调用函数
    PyObject_CallObject(pFunc, NULL);   // 无参调用
    // 并销毁自上次调用Py_Initialize()以来创建并为被销毁的所有子解释器。
    Py_Finalize();

}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

执行完成后，会在build-simple_test-Desktop_Qt_5_10_0_MSVC2015_64bit-Release文件夹下生成一个a.txt文件。

2. 有参调用

以上为对python的无参调用，这里我们使用对python的有参调用。

因为python 是没有显性定义的，而C++是有定义的，我们要简单了解下python与C++的数据的类型 。类型对应参考（如何在C++中使用一个Python类-[PyImport_ImportModule、PyModule_GetDict、PyDict_GetItemString、PyObject_CallFuncti]-CSDN博客），简单来说就是s对应字符串，i对应整型，f对应float。使用方法可以参考（Qt项目中C++调用Python函数传多参问题_qt调用python_平头猿小哥的博客-CSDN博客）

这里就复制粘贴使用方法参考的文档，稍作修改，连带返回值和列表的使用都有了。

QT C++源码如下

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    // 初始化python解释器.C/C++中调用Python之前必须先初始化解释器
    Py_Initialize();
    // 判断python解析器的是否已经初始化完成
    if(!Py_IsInitialized())
        qDebug()<<"[db:] Py_Initialize fail";
    else
        qDebug()<<"[db:] Py_Initialize success";
    // 执行 python 语句
    PyRun_SimpleString("print('hello world') ");

    // 导入sys模块设置模块地址，以及python脚本路径
    PyRun_SimpleString("import sys");
    // 该相对路径是以build...为参考的
    PyRun_SimpleString("sys.path.append('../py_scripts')");
    // 加载 python 脚本
    PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("py_test");  // 脚本名称，不带.py
    if(!pModule)  // 脚本加载成功与否
        qDebug()<<"[db:] pModule fail";
    else
        qDebug()<<"[db:] pModule success";

    // 创建函数指针，有参调用
    PyObject* pFunc= PyObject_GetAttrString(pModule, "process_data");  // 有参调用的
    // 定义一个随机器
    QRandomGenerator generator;
    // 创建一个定长元组，用来存放传入参数
    PyObject* pyArgs = PyTuple_New(20);
    // 每个元组类似于结构体，包含字符串，整型和浮点类型数据
    // 填充元组
    for (int i = 0; i < 20; ++i) {
        PyObject* pyTuple = PyTuple_New(3);  //元组由三部分组成
        // 组合下字符串
        QString qst = "test string " + QString::number(i);
        QByteArray baq = qst.toLatin1();

        PyTuple_SetItem(pyTuple, 0, Py_BuildValue("s", baq.data()));  // 字符串
        PyTuple_SetItem(pyTuple, 1, Py_BuildValue("i", generator.generate() % 100));  // 整型
        PyTuple_SetItem(pyTuple, 2, Py_BuildValue("f", 3.14f));  // 浮点型
        PyTuple_SetItem(pyArgs, i, pyTuple);  // 将结构体填充到列表中
     }
    // 调用python函数
     PyObject* pyResult = PyObject_CallObject(pFunc, pyArgs);

     int list_len = PyObject_Size(pyResult);// 计算返回过来的列表长度
     qDebug() << list_len;

     // 判单是否成功
     if (pyResult == NULL) {        PyErr_Print();    }
     else {
         // 解析返回值
         for (int i = 0; i < 20; ++i) {  // 已知列表长度有20个，预先不知道的话就使用上面定义的list_len
             PyObject* pyTuple = PyList_GetItem(pyResult, i);
             QString strVal = QString::fromUtf8(PyUnicode_AsUTF8(PyList_GetItem(pyTuple, 0)));
             int intVal = PyLong_AsLong(PyList_GetItem(pyTuple, 1));
             double floatVal = PyFloat_AsDouble(PyList_GetItem(pyTuple, 2));
             qDebug() << strVal << intVal << floatVal;	// 打印
         }
      }
      // 清理Python变量
      Py_DECREF(pyArgs);
      Py_DECREF(pFunc);
      Py_DECREF(pModule);
      Py_DECREF(pyResult);


    // 并销毁自上次调用Py_Initialize()以来创建并为被销毁的所有子解释器。
    Py_Finalize();

}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

python源码如下，文件名称仍然是 py_test.py

def process_data(*args):
    result = []
    f = open("b.txt", "w")
    for arg in args:  # 从元组中读取数据
        strVal, intVal, floatVal = arg  # 按顺序一一对应取数据
        f.write(strVal + " " + str(intVal) + '\n')  # 写文档
        # process the data
        processed_strVal = strVal.upper()
        processed_intVal = intVal + 1
        processed_floatVal = floatVal ** 2
        sub_result = [processed_strVal, processed_intVal, processed_floatVal]
        result.append(sub_result)  # 按列表格式返回数据
    f.close()
    return result

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

具体修改内容是

1.创建对有参函数的调用，和一个定长元组，用来存放传入参数，中间还有个随机生成器

    // 创建函数指针，有参调用
    PyObject* pFunc= PyObject_GetAttrString(pModule, "process_data");  // 有参调用的
    // 定义一个随机器
    QRandomGenerator generator;
    // 创建一个定长元组，用来存放传入参数
    PyObject* pyArgs = PyTuple_New(20);

2.填充元组数据

每个元组类似于结构体，包含字符串，整型和浮点类型数据

for (int i = 0; i < 20; ++i) {
        PyObject* pyTuple = PyTuple_New(3);  //元组由三部分组成
        // 组合下字符串
        QString qst = "test string " + QString::number(i);
        QByteArray baq = qst.toLatin1();

        PyTuple_SetItem(pyTuple, 0, Py_BuildValue("s", baq.data()));  // 字符串
        PyTuple_SetItem(pyTuple, 1, Py_BuildValue("i", generator.generate() % 100));  // 整型
        PyTuple_SetItem(pyTuple, 2, Py_BuildValue("f", 3.14f));  // 浮点型
        PyTuple_SetItem(pyArgs, i, pyTuple);  // 将结构体填充到列表中
     }

3.对mainwindow.h的修改

 因为用到了QRandomGenerator ,所以在mainwindow.h中引入#include 头文件

#include 
#include "Python.h"
#include 
#include 

 4.调用python函数，并输出使用返回值

注意我们传参的时候是使用元组(tuple)，返回的时候使用的列表(list)，这个见python代码

    // 调用python函数
     PyObject* pyResult = PyObject_CallObject(pFunc, pyArgs);

     int list_len = PyObject_Size(pyResult);// 计算返回过来的列表长度
     qDebug() << list_len;

     // 判单是否成功
     if (pyResult == NULL) {        PyErr_Print();    }
     else {
         // 解析返回值
         for (int i = 0; i < 20; ++i) {  // 已知列表长度有20个，预先不知道的话就使用上面定义的list_len
             PyObject* pyTuple = PyList_GetItem(pyResult, i);
             QString strVal = QString::fromUtf8(PyUnicode_AsUTF8(PyList_GetItem(pyTuple, 0)));
             int intVal = PyLong_AsLong(PyList_GetItem(pyTuple, 1));
             double floatVal = PyFloat_AsDouble(PyList_GetItem(pyTuple, 2));
             qDebug() << strVal << intVal << floatVal;	// 打印
         }
      }

 5.python代码的修改

仍然使用py_test文件，在文件中定义process_data函数。读取tuple内容，将结构体用list包装，并使用list 返回内容如下：

def process_data(*args):
    result = []
    f = open("b.txt", "w")
    for arg in args:  # 从元组中读取数据
        strVal, intVal, floatVal = arg  # 按顺序一一对应取数据
        f.write(strVal + " " + str(intVal) + '\n')  # 写文档
        # process the data
        processed_strVal = strVal.upper()
        processed_intVal = intVal + 1
        processed_floatVal = floatVal ** 2
        sub_result = [processed_strVal, processed_intVal, processed_floatVal]
        result.append(sub_result)  # 按列表格式返回数据
    f.close()
    return result

 执行结果是会在build-simple_test-Desktop_Qt_5_10_0_MSVC2015_64bit-Release文件夹下生成一个b.txt文件，并且qt端输出内容。

3. 打包部署

以上我们已经实现QT C++调用python的程序，现在我们要将项目部署在一个没有python环境下的机器上，QT打包发布成exe执行的。对代码的改动不多，对文件夹的修改移动比较多，注意一点。

由于.pro只修改一行，这里只附上mainwindow.cpp的源码

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    // 设置 python 路径
    Py_SetPythonHome((wchar_t*)(L"./python_38"));  // 相对位置以exe为参考
    // 初始化python解释器.C/C++中调用Python之前必须先初始化解释器
    Py_Initialize();
    // 判断python解析器的是否已经初始化完成
    if(!Py_IsInitialized())
        qDebug()<<"[db:] Py_Initialize fail";
    else
        qDebug()<<"[db:] Py_Initialize success";
    // 执行 python 语句
    PyRun_SimpleString("print('hello world') ");

    // 导入sys模块设置模块地址，以及python脚本路径
    PyRun_SimpleString("import sys");
    // 该相对路径是以build...为参考的
    PyRun_SimpleString("sys.path.append('./py_scripts')");  //以exe为参考位置
    // 加载 python 脚本
    PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("py_test");  // 脚本名称，不带.py
    if(!pModule)  // 脚本加载成功与否
        qDebug()<<"[db:] pModule fail";
    else
        qDebug()<<"[db:] pModule success";

    // 创建函数指针，有参调用
    PyObject* pFunc= PyObject_GetAttrString(pModule, "process_data");  // 有参调用的
    // 定义一个随机器
    QRandomGenerator generator;
    // 创建一个定长元组，用来存放传入参数
    PyObject* pyArgs = PyTuple_New(20);
    // 每个元组类似于结构体，包含字符串，整型和浮点类型数据
    // 填充元组
    for (int i = 0; i < 20; ++i) {
        PyObject* pyTuple = PyTuple_New(3);  //元组由三部分组成
        // 组合下字符串
        QString qst = "test string " + QString::number(i);
        QByteArray baq = qst.toLatin1();

        PyTuple_SetItem(pyTuple, 0, Py_BuildValue("s", baq.data()));  // 字符串
        PyTuple_SetItem(pyTuple, 1, Py_BuildValue("i", generator.generate() % 100));  // 整型
        PyTuple_SetItem(pyTuple, 2, Py_BuildValue("f", 3.14f));  // 浮点型
        PyTuple_SetItem(pyArgs, i, pyTuple);  // 将结构体填充到列表中
     }
    // 调用python函数
     PyObject* pyResult = PyObject_CallObject(pFunc, pyArgs);

     int list_len = PyObject_Size(pyResult);// 计算返回过来的列表长度
     qDebug() << list_len;

     // 判单是否成功
     if (pyResult == NULL) {        PyErr_Print();    }
     else {
         // 解析返回值
         for (int i = 0; i < 20; ++i) {  // 已知列表长度有20个，预先不知道的话就使用上面定义的list_len
             PyObject* pyTuple = PyList_GetItem(pyResult, i);
             QString strVal = QString::fromUtf8(PyUnicode_AsUTF8(PyList_GetItem(pyTuple, 0)));
             int intVal = PyLong_AsLong(PyList_GetItem(pyTuple, 1));
             double floatVal = PyFloat_AsDouble(PyList_GetItem(pyTuple, 2));
             qDebug() << strVal << intVal << floatVal;	// 打印
         }
      }
      // 清理Python变量
      Py_DECREF(pyArgs);
      Py_DECREF(pFunc);
      Py_DECREF(pModule);
      Py_DECREF(pyResult);


    // 并销毁自上次调用Py_Initialize()以来创建并为被销毁的所有子解释器。
    Py_Finalize();

}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

具体修改如下：

1. 修改编译输出目录（生成exe的目录），到 qt_output

在项目.pro中添加

DESTDIR = $$PWD/../qt_output

与python路径合在一起展示如下。

FORMS += \
        mainwindow.ui

DESTDIR = $$PWD/../qt_output

INCLUDEPATH += -I D:\output\envs\python_38\include  # python.h
LIBS += -LD:\output\envs\python_38\libs -lpython38  # python38.lib

编译后结果如下 ，qt_output中只有exe文件，可知这个PWD的路径是以build-simple_test-Desktop_Qt_5_10_0_MSVC2015_64bit-Release为参考的

 2.将python 环境拷贝到qt_output目录下

即将python_38文件夹复制到qt_output目录下。

3.在QT C++ 中指定python 库地址

在初始化之前，添加

Py_SetPythonHome((wchar_t*)(L"./python_38"));  // 相对位置以exe为参考

    ui->setupUi(this);

    // 设置 python 路径
    Py_SetPythonHome((wchar_t*)(L"./python_38"));  // 相对位置以exe为参考
    // 初始化python解释器.C/C++中调用Python之前必须先初始化解释器
    Py_Initialize();

4.将python脚本文件移入qt_output文件夹中，并修改相对路径

    // 导入sys模块设置模块地址，以及python脚本路径
    PyRun_SimpleString("import sys");
    // 该相对路径是以build...为参考的
    PyRun_SimpleString("sys.path.append('./py_scripts')");  //以exe为参考位置
    // 加载 python 脚本
    PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("py_test");  // 脚本名称，不带.py

2,3,4,步执行完成后，文件夹中内容如下。

程序中运行，会在exe同文件夹下生成 b.txt

在文件夹中，点击exe文件直接运行，会出现找不到Qt5Core.dll和Qt5Widgets.dll错误。

这就用到windeployqt命令了 ，

5.开始键输入找到如图的客户端，打开后

输入windeployqt D:\workspace\qt\qt_output\simple_test.exe 具体内容根据项目路径来写，运行完成后会在qt_output文件夹中生成程序运行所需要的依赖包（具体叫啥不知道，这个是qt的东西）。

qt_output文件夹内除了以前的这些文件外，又多了些文件夹和文件（依赖库） 。

再点击simple_test.exe，则出现QT的弹窗，并且生成新的b.txt文件。

6. 经验证，还需要将python_38文件夹里面的python38.dll文件移到外面来，放在和simple.exe同一级别。

4. python 中带有第三方包的部署（忘了参考哪个了，主要是找不到参考的那个网页了）

我们首先修改下py_test.py的内容，引入numpy包，因为numpy是第三方的包。修改如下：

import numpy as np

def write_file():
    with open("a.txt", "w") as f:
        f.write("test")


def process_data(*args):
    result = []
    f = open("b.txt", "w")
    for arg in args:  # 从元组中读取数据
        strVal, intVal, floatVal = arg  # 按顺序一一对应取数据
        f.write(strVal + " " + str(intVal) + '\n')  # 写文档
        # process the data
        processed_strVal = strVal.upper()
        processed_intVal = intVal + 1
        processed_floatVal = floatVal ** 2
        sub_result = [processed_strVal, processed_intVal, processed_floatVal]
        result.append(sub_result)  # 按列表格式返回数据
    f.close()
    arr = np.array(result)
    return result

 在返回之前，生成一个并不使用的变量arr = np.array(result)，这个我们就是为了测试第三方包而做的，生成的arr没有任何意义。

再次点击simple_test.exe不会生成b.txt，表示python脚本程序运行错误，第三方包调用失败。

解决方法

1.使用pyinstaller生成依赖文件

这个就需要我们python 的一个包了，需要pip(conda)安装pyinstaller。因为我这里供QT C++ 使用的python环境(D:\workspace\qt\qt_output\python_38)是从D:\miniconda3\envs\cat虚拟环境中复制出来的部分，所以我使用的是激活cat的虚拟环境，并再这里面执行pyinstaller，生成依赖文件。

(cat) PS D:\tmp> conda activate cat
(cat) PS D:\tmp> cd d:/tmp
(cat) PS D:\tmp> pyinstaller D:\workspace\qt\qt_output\py_scripts\py_test.py

1.激活环境，2.生成的依赖在那个文件夹中（随便写的一个文件夹），3.对那个python文件生成依赖

执行完成之后，会在d:/tmp中生成两个文件夹，dist 和 build 

2.我们将dist/py_test/_internal 中的所有文件（夹）全部复制到QT编译生成的qt_output文件夹中

将得到依赖包的qt_output文件夹放在在新机器上部署执行带有第三方包就没有问题了

经本人测试包括cv2包也可以，但是本人对matlablib这个包没有导入成功。

其他说明

1.qt生成的文件一定要注意他们的相对位置，是相对于哪一个文件的位置。

2.QT C++调用python 后，我没有能够进行调试，不知道是什么原因不能调试。

3.python 和C++ 的数据类型，有些QT C++数据类型传到python中不好使用，主要我对QT和C++不了解。

4.带有第三方打包的就比普通打包部署多一步，这一步需要pyinstaller生成动态链接库等文件，复制进和QT C++ 生成的exe同一个文件夹中。

参考网页

Qt调用Python详细图文过程记录_python_脚本之家

在QT C++中调用 Python并将软件打包发布（裸机可运行）_互联网集市

C++调用python脚本 - 知乎

如何在C++中使用一个Python类-[PyImport_ImportModule、PyModule_GetDict、PyDict_GetItemString、PyObject_CallFuncti]-CSDN博客

Qt项目中C++调用Python函数传多参问题_qt调用python_平头猿小哥的博客-CSDN博客

C++调用Python（混合编程）函数整理总结_jindayue的博客-CSDN博客

PyObject_CallObject, PyObject_Call, PyObject_CallFunction使用例子-CSDN博客

Qt C++ Python 混合编程测试文档 - 知乎