【2013】实习收获4：关于python中利用ctypes调用c++代码的学习总结

在春总指导下研究了python下如何调用c/c++代码，并做次总结。

因为python的内核就是c语言写的，所以python和c、c++的相互调用便是理所当然了。

1. #include<Python.h>
首先，需要在被调用的c++代码中加入

#include<Python.h>

这需要在系统中安装python-dev这个额外的包才能有Python.h。

安装命令如下(我们服务器上python版本是2.7.5，所以plugin包选择了python2.7-dev，根据自己情况调整：

sudo apt-get install python2.7-dev

2. extern "C"

加入 #include<Python.h> 后还需要将c++代码中允许python调用的函数/类的成员函数打包成python的module，写了一个小例子TestFact.cpp如下：

#include <Python.h>
#include <string>
using namespace std;
class TestFact{
public:
TestFact(){}
~TestFact(){}
int fact(int n);
string prints(void);
};

int TestFact::fact(int n)
{
return n+10;
}

string TestFact::prints()
{
string str="Today is not a sunny day!";
return str;
}

extern "C"
int fact(int n)
{
TestFact t;
return t.fact(n);
}

extern "C"
string prints()
{
TestFact t;
string str=t.prints();
return str;
}

在这个例子中创建了一个类TestFact， 并且定义了两个成员函数。 之后将两个成员函数分别包装。

注意：一定要加上 extern "C"， 否则会报错。

3.生成so文件

下一步是将c++代码生成*.so文件。

(1).若用g++生成，用如下命令

g++ -fPIC -shared -o TestFact.so TestFact.cpp -I/usr/include/python2.7 -I/usr/lib/python2.7/config

(2).若用cmake生成，代码如下

CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 2.8)

PROJECT(TESTFACT)
SET(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)
SET(COMPILER "gpp")
SET(LIB_TESTFACT TESTFACT)
INCLUDE_DIRECTORIES("/usr/include/python2.7")
INCLUDE_DIRECTORIES("/usr/lib//python2.7/config")

SET(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin)
SET(SRC_LIST TestFact.cpp)
ADD_LIBRARY(${LIB_TESTFACT} SHARED ${SRC_LIST})

注意：Python.h 的文件路径需要手动设置，不在系统默认文件夹内，其地址为/usr/include/python2.7

          此外，还需要设置python库的共享链接库地址，即/usr/lib//python2.7/config。

这些路径也应根据具体情况有所改变

成功生成后会得到 libTESTFACT.so 位于 项目路径/build/bin下

4. python调用

最后一步是使用python调用  .so文件。 写了一个小例子如下：

#!/usr/bin/env python
import ctypes

d=ctypes.CDLL("./cpl2.so")
c=d.prints()
print c
print d.fact(10)

运用ctypes库的功能，d是一个ctypes.CDLL的对象，指向cpl2.so这个共享库。

若要调用cpl2.so中已包装好的module，直接调用 d.module名 即可。

5.多个文件的调用

若要一次性调用多个文件，有两种方法

(1).生成 .so 文件的时候将多个c++文件分别生成各自的 .so文件。

(2).将多个c++文件生成同一个.so文件,这用g++或cmake都很容易实现. 需要注意的是,同一个.so文件中包装的module名不能重复。

后记: 除了ctypes以外, 在python中调用c++还可以运用boost库或利用swig来实现,这两种方法还有待学习。