Python 调用C++封装的进一步探索交流

2022-07-24,,,,

我们知道,c++和python各有优缺点,c++可以直接映射到硬件底层,实现高效运行,而python能够方便地来进行编程,有助于工程的快速实现。

那能不能发挥两者的优势将它们结合起来?当然是可以的!有可以实现它们之间的相互转换。

链接文章中,有提到一个简单的例子,来教我们如何生成可以被python加载的文件。

但是这只能针对简单的数据进行封装,一旦涉及到自定义的类等封装数据,就需要借助第三方库来帮助更好实现。

比如numpy与c++的数据接口。

这里对python调用c++生成的pyd(so/dll)文件进行进一步的探索

1.首先进行如下配置,在vc++目录中包含python和numpy的文件目录:

配置为release平台,不然numpy的头文件无法被包含,导致编译器链接出错。

特别要注意的一点是用cmd生成pyd文件时,vs2013可能要输入: set vs90comntools=%vs120comntools%(每次重新打开cmd窗口运行pythonsetup.py build的时候都要输入一次)才能生成成功。

2.理解python调用c++的数据交互过程:

python中的代码通过cpython等将语句解释为c/c++语言,然后编译器调用binding入口函数,将传进来的pyobject*参数通过pyfloat_asdouble()等转换成c/c++变量。

这些作为输入变量传进已经写好的c++函数,调用该函数,返回c++结果。最后反过来,将c/c++变量转成cpython可以识别的pyobject*对象返回给python编译器(如函数pyfloat_fromdouble()),完成python到c++的调用。

当c/c++里面的输入变量或者返回值都不是基本类型时,比如自定义的类,那我们同样要按照类里面定义数据的方式以数据的方式来对应改成python能识别的基本类型的组合。

以mat和numpy的array对象相互转换为例:

上面是先构造好能够相互交互的allocator。

上面是将pyobject对象转为mat的部分代码,具体可以参考opencv的cv2.cpp文件:..\opencv\sources\modules\python\src2

3.不是所有c++的语法都能转为python可调用的pyd文件

一个很重要的知识点是,pyd文件跟dll文件非常相似,所以生成dll比较困难的c++代码同样难以生成pyd,c++跟python编译器各自编译特性的区别也会使得转换存在困难,比如c++的动态编译。

下面是可以进行相互转换的c++特性(可以用swig生成):

类;构造函数和析构函数;虚函数;(多重)公有继承;

静态函数;重载(包括大多数操作符重载);引用;

模板编程(特化和成员模板);命名空间;默认参数;智能指针。

下面是不能或者比较困难进行转换的c++特性:

嵌套类;特定操作符的重载比如new和delete。

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教。

《Python 调用C++封装的进一步探索交流.doc》

下载本文的Word格式文档,以方便收藏与打印。