C++开发实战（五）：用C/C++给python写一个模块_如何在c++中写python

禁忌石 2023-10-14 发布于浙江

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一、前言

1、上一篇文章，我们已经对C/C++工程进行了二次封装，并生成了可用的python模块

2、本篇文章将基于上一篇文章的思路，自己写一个python模块

C++开发实战（四）：对提供接口的C/C++进行二次开发_Lion King的博客-CSDN博客_c++二次开发https://blog.csdn.net/weixin_43431593/article/details/121615034?spm=1001.2014.3001.5501

二、写一个只有函数对象的python模块

1、创建工程（动态库项目，windows动态库）

2、初步配置开发环境

3、编写程序

dllmain.cpp

// dllmain.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。
#include "pch.h"
BOOL APIENTRY DllMain( HMODULE hModule,
                       DWORD  ul_reason_for_call,
                       LPVOID lpReserved
                     )
{
    switch (ul_reason_for_call)
    {
    case DLL_PROCESS_ATTACH:
    case DLL_THREAD_ATTACH:
    case DLL_THREAD_DETACH:
    case DLL_PROCESS_DETACH:
        break;
    }
    return TRUE;
}
// 函数本体，实现加法
PyObject* cpp_sum(PyObject*, PyObject* args)
{
    printf("%s(%d):%s\r\n", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);  // 打印日志
    int num = 0;  // 用于接收传入的整型数值
    PyArg_ParseTuple(args, "i", &num);  // python元组，解析传入的参数
    long long sum = 0;  // 设置输出结果为长整形
    for (int i = 1; i <= num; i++)
        sum += i;
    printf("%s(%d):%s\r\n", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);  // 打印日志
    return Py_BuildValue("L", sum);  // 返回长整型数值
};
PyMethodDef onedllMethods[] =
{
    {"sum", cpp_sum, METH_VARARGS, "sum 1 to num!"}, // 方法名称（供外部调用），函数本体（C函数），可变参数，方法说明
    {NULL, NULL, 0, NULL}  // 表示结尾，全员为空
};
// 命名可任意
struct PyModuleDef onedllModule = 
{
    PyModuleDef_HEAD_INIT,  // 固定写法
    "onedll",  // 与模块名称（项目名称）一致
    "onedll python test module!",  // 模块说明，help该模块时给出的提示信息，不要用中文
    -1, // 固定格式
    //方法
    onedllMethods
};
PyMODINIT_FUNC  // 返回python函数对象
PyInit_onedll()  // 命名一定要加上工程名称，即PyInit_工程名（模块名）
{
    return PyModule_Create(&onedllModule/*模块信息*/);
};

4、编译输出

（1）配置输出python库的文件类型

（2）编译

（3）使用编译好的python库

5、问题解决

（1）python不是debug版本，没有debug的东西，因此报如下错误：

Fatal Python error: _PyInterpreterState_GET: the function must be called with the GIL held, but the GIL is released (the current Python thread state is NULL)
Python runtime state: unknown
（2）以”初步配置开发环境“的方式配置Release环境

6、遗留一个问题：模块迁移到其他环境产生的问题

（1）在其他电脑的python环境，导入该模块，提示找不到指定模块，原因是导入DLL失败，说明咋们的这个模块不完整或python版本不兼容，先放着，后续再解决。

>>> import onedll
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: DLL load failed while importing onedll: 找不到指定的模块。

三、写一个包含类对象的python模块

1、编写程序

dllmain.cpp

// dllmain.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。
#include "pch.h"
#include <string>  // 增加字符串，供类使用
using namespace std;  // 增加命名空间
void CppClassDel(PyObject* obj);  // 声明一个被调用的函数
BOOL APIENTRY DllMain( HMODULE hModule,
                       DWORD  ul_reason_for_call,
                       LPVOID lpReserved
                     )
{
    switch (ul_reason_for_call)
    {
    case DLL_PROCESS_ATTACH:
    case DLL_THREAD_ATTACH:
    case DLL_THREAD_DETACH:
    case DLL_PROCESS_DETACH:
        break;
    }
    return TRUE;
}
class CppClass
{
public:
    // 构造函数
    CppClass() {
        printf("%s(%d):%s\r\n", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);
    };
    // 析构函数
    ~CppClass() {
        printf("%s(%d):%s\r\n", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);
    };
    double test(const string& s) {
        printf("%s(%d):%s <%s>\r\n", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__, s.c_str());
        return 99.99;
    };
};
// 构造函数
PyObject* CppClassInit(PyObject*, PyObject* args)
{
    printf("%s(%d):%s\r\n", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);
    return PyCapsule_New(new CppClass, "CppClass", CppClassDel);
};
// 析构函数
void CppClassDel(PyObject* obj)
{
    printf("%s(%d):%s\r\n", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);
    CppClass* tmp = (CppClass*)PyCapsule_GetPointer(obj, "CppClass");
    delete tmp;
};
PyObject* CppClassTest(PyObject*, PyObject* args) {
    PyObject* thiz = NULL;
    string str;
    str.resize(1024);
    char* pstr = (char*)str.c_str();
    PyArg_ParseTuple(args, "Os", &thiz, &pstr);
    CppClass* _this = (CppClass*)PyCapsule_GetPointer(thiz, "CppClass");
    double ret = _this->test(str);
    return Py_BuildValue("d", ret);
};
// 函数本体，实现加法
PyObject* cpp_sum(PyObject*, PyObject* args)
{
    printf("%s(%d):%s\r\n", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);  // 打印日志
    int num = 0;  // 用于接收传入的整型数值
    PyArg_ParseTuple(args, "i", &num);  // python元组，解析传入的参数
    long long sum = 0;  // 设置输出结果为长整形
    for (int i = 1; i <= num; i++)
        sum += i;
    printf("%s(%d):%s\r\n", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);  // 打印日志
    return Py_BuildValue("L", sum);  // 返回长整型数值
};
PyMethodDef onedllMethods[] =
{
    {"sum", cpp_sum, METH_VARARGS, "sum 1 to num!"}, // 方法名称（供外部调用），函数本体（C函数），可变参数，方法说明
    {"CppClassInit", CppClassInit, METH_VARARGS, "CppClass()"},
    {"CppClassTest", CppClassTest, METH_VARARGS, "double Test(string str)"},
    {NULL, NULL, 0, NULL}  // 表示结尾，全员为空
};
// 命名可任意
struct PyModuleDef onedllModule = 
{
    PyModuleDef_HEAD_INIT,  // 固定写法
    "onedll",  // 与模块名称（项目名称）一致
    "onedll python test module!",  // 模块说明，help该模块时给出的提示信息，不要用中文
    -1, // 固定格式
    //方法
    onedllMethods
};
PyMODINIT_FUNC  // 返回python函数对象
PyInit_onedll()  // 命名一定要加上工程名称，即PyInit_工程名（模块名）
{
    return PyModule_Create(&onedllModule/*模块信息*/);
};

2、编写测试程序

run_test.py

from onedll import *
class CppClass:
	def __init__(self):
		self.thiz=CppClassInit()
	def my_test(self, s):
		return CppClassTest(self.thiz, s)
c=CppClass()
a=c.my_test("g")
print(a)