C++python混合编程经验.doc

这个问题是在我尝试利用pygraphviz嵌入我的C+代码绘制二叉树的时候发现的.找了半天资料,这里我把几种常用的C+调用PYTHON利用 boost.python 的方法作一个总结,希望能让别人少走弯路,因为有些内容还找不到中文文档,虽然都不难但是开始摸索还是费时间的. 我个人认为boost.python真的是非常的COOL,基本上不需要去学习那个看了就头大用着也不方便的python c api了,唯一的缺点是目前相关的资料太少,甚至官网上也解释不够详细. 前面我写了一篇python嵌入c+的入门文章包括安装和环境配置,介绍了如何利用 boost.python方便的传递C+代码中的参数,调用 python函数.boost.python入门教程 -python 嵌入c+这个boost.python官网上的tourial也有介绍. 首先第一种常用方式是 python:boost:exec#includeusingnamespaceboost:python; /引入python解释器Py_Initialize();/引入_main_作用域objectmain_module=import(_main_);objectmain_namespace=main_module.attr(_dict_);exec(print(Helloworld!),main_namespace);/exec + python command string + 作用域 第二种方法是利用boost:python:object对象第一种方法虽然很好但是不方便和C+交互数据,如传递C+中的数据作为参数给python函数,以及C+接受python执行函数后的返回值. 那么怎么用object调用python函数呢,很简单看下面的代码就了解了.我在simple.py中定义了函数def foo(int i = 3):return i + 2008 这样一个简单的函数, 通过将simple.py利用boost:python:exec_file将其引入到_main_作用域,我们在_main_._dict_ 也就是main_namespace中取到命名为foo的函数对象,并将其转换成boost:python:object使用. 这里我们给这个object同样命名为foo,调用foo(5)即调用python 函数foo(5)返回2013,注意在C+环境中要用extract将这个值取到. objectsimple=exec_file(simple.py,main_namespace,main_namespace);objectfoo=main_namespacefoo;intval=extract(foo(5);coutPythonhascaculatedfooasvalendl; 和C+不同,python函数支持不定长参数和关键字参数,遇到这种情况如何调用呢?如果是简单的foo(a,b,c)这样的python函数按照上面的形式调用即可,但是象foo(*args), foo(*kargs),foo(*args,*kargs)foo(n,*kargs)诸如此类的函数怎么在C+中利用boost:python:object调用呢? 恩,这是本文的重点,先看下什么是不定长参数和关键字参数.我直接copy一下赖勇浩博客上的解释吧,非常的清晰. /lanphaday/archive/2009/05/08/4159346.aspx不定参数 在 C/C+ 中，不定参数可以算得上一节提高篇的课程。因为它的 va_list、va_start和 va_end 等是侵入式的，理解起来并不容易；此外由于 C/C+ 都是静态强类型语言，在运行时数据并不携带类型信息，因此不定参数函数更像是一个调用协议，需要函数定义者和使用者之间通过文档、注释等方式进行沟通；或 者像 printf() 函数那样用 fmt 参数隐式指出参数类型，然后进行显式转型。 不定参数在 Python 中则简单得多。再回过头来年一下 C/C+，其实 va_list，完全是一个 tuple 实现，因为它可以持有不同数据类型的指针（通过void* 来实现）。得益于 Python 函数调用时的 boxing 和 unboxing 操作，Python 可以为不定参数的存取提供更为简洁的实现。如：def foo(*args): for arg in args: print arg在 Python 中可以使用 *args 语法为函数定义不定参数，其中 args 相当于 C/C+ 的 va_list，它是一个 tuple 类型的参数容器，所以无需所谓的 va_start、va_end 就可以简单遍历所有参数了。 在 Python 中，不定参数可以直接用 tuple 参数调用，如：names = (laiyonghao, denggao, liming)foo(*names) # 留意符号 *关键字参数尽管不定参数给函数带来了很多便利性，但 Python 的关键字参数尤为神通广大。关键字参数是指以下形式定义的参数：def foo(*kw): pass其中 kw 本质上是一个 dict 对象，所以可以这样调用 foo：foo( *a : 1, b : 2, c : 3 )看起来有点眼熟？对的，在“第一贴”（/lanphaday/archive/2008/08/31/2857813.aspx）里 DIP 的例 2.1 就有这几行代码：if _name_ = _main_: myParams = server:mpilgrim, database:master, uid:sa, pwd:secret print buildConnectionString(myParams)这个 buildConnectionString(myParams) 和前文的 foo() 调用很像吧，而且利用关键字参数后更复杂了。其实不是这样的，如果使用关键字参数，例2.1 可以写得优为简洁：def buildConnectionString(*params): Build a connection string from a dictionary of parameters. Returns string. return ;.join(%s=%s % (k, v) for k, v in params.iteritems()if _name_ = _main_: print buildConnectionString( server = mpilgrim, database = master uid = sa pwd = secret)除了更加优雅外，也比以前一种写法提升性能呢。本文来自CSDN博客，转载请标明出处：/lanphaday/archive/2009/05/08/4159346.aspxOK,下面重点介绍boost.python中怎么在C+中调用这样的带有不定参数,关键字参数的函数呢?torial 里面并没有介绍,那么我们去看boost:python:object的manu吧.或者 直接看源代码 template class object_operators : public def_visitor public: / function call / object operator()() const; detail:args_proxy operator* () const; object operator()(detail:args_proxy const &args) const; object operator()(detail:args_proxy const &args, detail:kwds_proxy const &kwds) const; 这个正是我们所需要的,()操作符重载,从而支持不定参数,上面红色的第一个函数,和不定参数+关键字参数,红色的第二个函数.Class template object_operators observer functionsobject operator()() const;template object operator()(A0 const&) const;template object operator()(A0 const&, A1 const&) const;.template object operator()(A0 const& a1, A1 const& a2,.An const& aN) const;Effects: call(object(*static_cast(this).ptr(), a1, a2,.aN) 这个对应普通的python 函数调用object operator()(detail:args_proxy const &args) const; Effects: call object with arguments given by the tuple args 对应不定参数的python函数调用object operator()(detail:args_proxy const &args, detail:kwds_proxy const &kwds) const; Effects: call object with arguments given by the tuple args, and named arguments given by the dictionary kwds 对应不定参数+关键字参数 dict的python函数的调用 OK,现在所有的python函数我们都可以在c+中利用boost:python:object调用了!很COOL吧! 看一个具体的例子: 在我试图在我的C+程序中使用pygraphviz的时候,我需要调用下面这样一个python函数.add_node(self, n, *attr) method of pygraphviz.agraph.AGraph instance Add a single node n. If n is not a string, conversion to a string will be attempted. String conversion will work if n has valid string representation (try str(n) if you are unsure). G=AGraph() G.add_node(a) G.nodes() a G.add_node(1) # will be converted to a string G.nodes() a, 1 Attributes can be added to nodes on creation G.add_node(2,color=red)该参数列表由一个普通参数和一个关键字参数构成,你可能会想上面的几种operator()的重载函数中没有这种形式啊?没有关系,解决的办法是将普通参数在这里当作tuple看待,而且你只能这么做:)否则运行通不过的! 具体的办法是如果你的函数有n 个普通参数在关键字参数前面那么你就生成并传递一个有n个元素组成的tuple,如果是形如foo(*kargs)这样的函数,那么你也需要先传递一个空tuple, void sort(args_proxy const &args, kwds_proxy const &kwds); x.sort(*tuple(), *dict(make_tuple(make_tuple(reverse, true); / 等价于 Python 调用 x.sort(reverse=true) 好了下面看一下我调用add_node的代码,注意add_node(1, color=red)表示生成一个node,它的关键字是1,而颜色是红色,我也可能会调用 add _node(2, lable=abc)表示该节点关键字是2,而它将会被输出显示的标志是abc.voidprint(std:stringresult=huff_tree.dot)usingnamespaceboost:python;/fortreeprintingPy_Initialize();objectmain_module=import(_main_);objectmain_namespace=main_module.attr(_dict_);exec(importpygraphvizaspgv,main_namespace);exec(tree_graph=pgv.AGraph(directed=True,strict=True),main_namespace);objecttree_graph=main_namespacetree_graph;tree_graph.attr(add_node)(*make_t