打通Python和C++之后?你懂的!
Python作为世界上最好的 胶水 语言(哼,世界上最好的语言当然是PHP==),利用Python的简洁和C++的高效,基本可以解决99%的问题了吧~
一般的,Python和C++的交互分为这两种情况:
- 用C++扩展Python:当一个Python项目中出现了性能瓶颈时,将瓶颈部分抽离出来,用C++封装成一个Python可以调用的模块(so库);
- 将Python内嵌入C++:当一个C++项目中有部分功能预期将会经常变更需求,期望获得更高的灵活性时,将这部分功能用Python实现,在C++中进行调用。这篇文章将简单介绍下第一部分的一种做法。
Boost.Python
Boost作为一个大宝库,提供了我们所需要的这一功能。并且,在Boost的许多库中,已经默认使用了Boost.Python,所以也算是经过了充分的测试。
安装
Boost的大部分功能都是以头文件的形式提供的,无需安装;但是也有少部分功能,需要进行手动编译。不幸,Boost.Python也是其中之一。
参照 Getting Started on Unix Variants 的第五部分内容,即可安装Boost.Python。安装完成后,可以在相关目录(我的是/usr/local/lib下)看到相关的so文件。
Hello World
用C++实现一个模块,在Python中调用时,可以返回一个特定的字符串。
++
#include <boost/python.hpp> char const* greet() { return "hello, boost"; } BOOST_PYTHON_MODULE(hello_boostpy) { using namespace boost::python; def("greet", greet); }
太简单了,代码基本说明了一切~
将其编译成动态链接库的形式:
g++ -I /usr/include/python2.7/ -fPIC -shared -o hello_boostpy.so hello_boostpy.cc -lboost_python
这时可以使用ldd看看hello_boostpy.so可不可以找到libboost_python,找不到的话,需要手动将其路径加入环境变量LD_LIBRARY_PATH中,或者用ldconfig相关的命令也可以。
接下来就可以在Python中使用hello_boostpy库了:
# -*- coding: utf-8 -*- import sys sys.path.append('.') def test(): import hello_boostpy return hello_boostpy.greet() if __name__ == "__main__": print test()
Expose Class
接下来,我们在C++实现的模块中,添加一个类,并且尝试向C++方向传入Python的list类型对象。
C++类:
++
#include <boost/python.hpp> #include <vector> #include <string> #include <sstream> using namespace boost::python; struct Person { void set_name(std::string name) { this->name = name; } std::string print_info(); void set_items(list& prices, list& discounts); std::string name; std::vector<double> item_prices; std::vector<double> item_discounts; };
其中,Python方的list类型,在Boost.Python中有一个对应的实现boost::python::list(相应的,dict、tuple等类型都有对应实现)。在set_items中,我们将会用boost::python::extract对数据类型做一个转换。
++
void Person::set_items(list& prices, list& discounts) { for(int i = 0; i < len(prices); ++i) { double price = extract<double>(prices[i]); double discount = extract<double>(discounts[i]); item_prices.push_back(price); item_discounts.push_back(discount); } }
Python模块定义部分依旧是非常直观的代码:
BOOST_PYTHON_MODULE(person) { class_<Person>("Person") .def("set_name", &Person::set_name) .def("print_info", &Person::print_info) .def("set_items", &Person::set_items) ; }
在Python代码中,就可以像使用一个Python定义的类一样使用Person类了:
# -*- coding: utf-8 -*- import sys sys.path.append('.') def test(): import person p = person.Person() p.set_name('Qie') p.set_items([100, 123.456, 888.8], [0.3, 0.1, 0.5]) print p.print_info() if __name__ == "__main__": test()