windows下c語言程式呼叫python實踐

目的

執行環境

注意點：

在實際的工作中，為了方便利用python寫的程式（因為python中有很多功能強大的函式庫），有時需要進行c、c++與python的混合程式設計，特別是需要在c程式中呼叫python指令碼。關於c程式呼叫python**，除了官方文件，網上有很多好的文章可以參考，下面開展實踐，實驗的主要目的是利用c程式呼叫python函式畫一幅圖。

#include int
main(int argc, char *argv)
py_setprogramname(program); /* optional but recommended */
py_initialize();
pyrun_******string("from time import time,ctime\n"
"print('today is', ctime(time()))\n");
if (py_finalizeex() < 0) 
pymem_rawfree(program);
return 0;
}

執行這個程式，可以利用python的time庫獲得當前日期，這個程式看起來內容很多，但其實呼叫python指令碼的關鍵語句只有3句，其他更多的是異常處理和記憶體管理。因此，這個程式可以簡化為：

#include int main(int argc, char* argv)

該程式eg1b.c的編譯執行結果為：

d:\cpython>gcc -o eg1b.exe eg1b.c -wall -lpython36 -lc:\anaconda3\libs -ic:\anaconda3\include d:\cpython>eg1b today is tue oct 24 23:22:45 2017 d:\cpython>

注意到在執行的時候，如果不設定path環境變數，執行會出現錯誤，提示為缺少python36.dll，解決的方法是加入環境變數：

set path="c:\anaconda3;%path%"

如果不設定pythonpath環境變數，執行會出現錯誤，提示為：

fatal python error: py_initialize: unable to load the file system codec modulenotfounderror: no module named 'encodings' current thread 0x000011d8 (most recent call first):

解決方法是加入pythonpath環境變數，參考py_initialize fails - unable to load the file system codec，比如：

set pythonpath="c:\anaconda3;c:\anaconda3\libs;c:\anaconda3\dlls;c:\anaconda3\lib;c:\anaconda3\library\bin;"

當然另乙個解決方法是，將eg1b.exe檔案複製到c:\anaconda3目錄下去執行，這樣就不需要設定環境變數。

上述這種方法在官方文件中稱為高層的嵌入，即：使用高層的介面來執行python的任意**片段。但這種方法不存在資料的互動，如果需要資料互動，那麼就需要採用下面一種方法：

將資料值從c的型別轉換到python型別,

執行函式使用轉換後的資料呼叫python介面過程，

將呼叫返回的資料從python型別轉換為c型別的資料

我們仍然看官方文件提供的例子，這裡直接做了簡化，**eg4.c為：

#include #include int test()
int main(int argc, char* argv)

python指令碼testsci.py為：

import numpy as np
import pylab as pl
def plotmap(var):
x = np.linspace(0, var*np.pi, 100)
pl.plot(x, np.sin(x))
pl.show()
return 0
def multiply(a,b):
print("will compute", a, "times", b)
c = 0
for i in range(0, a):
c = c + b
return c
if __name__=="__main__":
plotmap(1)
multiply(2,3)

該程式eg4.c的編譯執行結果為：

d:\cpython>gcc -o eg4.exe eg4.c -wall -lpython36 -lc:\anaconda3\libs -ic:\anaconda3\include
eg4.c: in function 'test':
eg4.c:8:30: warning: unused variable 'pdict' [-wunused-variable]
pyobject *pname, *pmodule, *pdict, *pfunc;
^~~~~
d:\cpython>set pythonpath="c:\anaconda3;c:\anaconda3\libs;c:\anaconda3\dlls;c:\anaconda3\lib;c:\anaconda3\library\bin;"
d:\cpython>eg4
will compute 3 times 4
result of call: 12
d:\cpython>

其中畫出的圖為：

注意，這裡繪圖需要特殊的qt庫來支援，如果沒有處理的畫，圖不會繪製出，並會提示錯誤：

這個問題的解決是，通過拷貝c:\anaconda3\library\plugins\platforms這個資料夾到當前執行檔案所在目錄來實現的。具體參考：網頁

通過上述實踐，完成了c程式呼叫python程式的工作，在進一步的應用中可以採用類似的方法呼叫python寫的更多指令碼，以得到更便捷的功能實現。

[1]. python362.chm，extending and embedding the python interpreter

[2]. 如何實現 c/c++ 與 python 的通訊？

[3]. 使用c語言呼叫python小結

[4]. py_initialize fails - unable to load the file system codec

[5].

參考資料3中給出了對類的方法的呼叫，同時也展示了資料型別轉換的不同方法，區別於官方例子中使用元組資料，而使用py_buildvalue和pyarg_parse。當然這些資訊，參考官方文件中的內容也可以看到。

v1.0 20171025 完成基本內容

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