Ubuntu中C++与Python如何交互

在Ubuntu系统中，C++和Python可以通过多种方式实现交互。以下是一些常见的方法：

1. 使用Python的C API

Python提供了一个C API，允许C/C++代码直接调用Python代码。

步骤：

1. 编写C++代码：

   #include  int main(int argc, char *argv[]) { Py_Initialize(); PyObject *pName = PyUnicode_FromString("hello"); PyObject *pModule = PyImport_Import(pName); Py_DECREF(pName); if (pModule != NULL) { PyObject *pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "say_hello"); if (pFunc && PyCallable_Check(pFunc)) { PyObject_CallObject(pFunc, NULL); } else { PyErr_Print(); } Py_DECREF(pFunc); Py_DECREF(pModule); } else { PyErr_Print(); } Py_Finalize(); return 0; } 

2. 编写Python代码：

   def say_hello(): print("Hello from Python!") 

3. 编译C++代码：

   g++ -I/usr/include/python3.8 -lpython3.8 your_code.cpp -o your_program 

4. 运行程序：

   ./your_program 

2. 使用SWIG（Simplified Wrapper and Interface Generator）

SWIG是一个软件开发工具，可以从C/C++代码自动生成Python接口。

步骤：

1. 安装SWIG：

   sudo apt-get install swig 

2. 编写C++代码（例如example.h）：

   #ifndef EXAMPLE_H #define EXAMPLE_H int add(int a, int b); #endif 

3. 编写SWIG接口文件（例如example.i）：

   %module example %{ #include "example.h" %} int add(int a, int b); 

4. 生成包装代码：

   swig -python example.i 

5. 编译生成的代码：

   g++ -c example_wrap.cxx -I/usr/include/python3.8 g++ -shared example_wrap.o -o _example.so 

6. 在Python中使用：

   import example print(example.add(3, 4)) 

3. 使用ctypes

ctypes是Python的一个外部函数库，可以调用动态链接库中的函数。

步骤：

1. 编写C++代码并编译成共享库：

   // example.cpp #include  extern "C" { int add(int a, int b) { return a + b; } } 

   g++ -fPIC -c example.cpp -o example.o g++ -shared example.o -o libexample.so 

2. 在Python中使用ctypes调用：

   import ctypes lib = ctypes.CDLL('./libexample.so') lib.add.argtypes = (ctypes.c_int, ctypes.c_int) lib.add.restype = ctypes.c_int result = lib.add(3, 4) print(result) 

4. 使用PyBind11

PyBind11是一个轻量级的头文件库，用于将C++代码暴露给Python。

步骤：

1. 安装PyBind11：

   git clone https://github.com/pybind/pybind11.git cd pybind11 mkdir build && cd build cmake .. make -j$(nproc) sudo make install 

2. 编写C++代码（例如example.cpp）：

   #include  int add(int a, int b) { return a + b; } namespace py = pybind11; PYBIND11_MODULE(example, m) { m.def("add", &add, "A function which adds two numbers"); } 

3. 编译C++代码：

   g++ -O3 -Wall -shared -std=c++11 -fPIC $(python3 -m pybind11 --includes) example.cpp -o example$(python3-config --extension-suffix) 

4. 在Python中使用：

   import example print(example.add(3, 4)) 

选择哪种方法取决于你的具体需求和项目的复杂性。对于简单的交互，ctypes可能是一个不错的选择；而对于更复杂的场景，SWIG或PyBind11可能更适合。