c++如何调用python脚本_c++使用Python.h接口开发【实战】

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必须先调用py_initialize()初始化python解释器,否则pyrun_simplestring()等函数会崩溃或静默失败;windows下还需用py_setpythonhome()设dll路径,且所有pyobject*须配对py_decref()防泄漏。

c++如何调用python脚本_c++使用Python.h接口开发【实战】

Python.h 调用前必须初始化解释器

不调用 Py_Initialize() 就直接用 PyRun_SimpleString()PyImport_ImportModule(),程序大概率崩溃或静默失败。Windows 下还可能因 DLL 加载顺序出问题。

初始化后建议立即设置 Python 路径,尤其当脚本不在默认路径(如 site-packages)时:

  • Py_SetPythonHome(L"路径")(宽字符,注意编码)指定 Python 安装根目录
  • PySys_SetPath(L"路径1;路径2") 显式添加 .py 所在目录,避免 ImportError: No module named xxx
  • Linux/macos 下通常可省略 Py_SetPythonHome(),但 Windows 必须设,否则找不到 pythonXX.dll

执行脚本推荐用 PyRun_SimpleFileEx 代替 system()

system("python script.py") 看似简单,但无法捕获输出、不能传参、不共享 Python 状态,且跨平台路径处理麻烦。

改用 C API 更可控:

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  • 打开文件:用 fopen("script.py", "r"),再转成 FILE*
  • 调用 PyRun_SimpleFileEx(fp, "script.py", 1),第三个参数为 1 表示执行后保留编译缓存(适合多次调用)
  • 若需捕获 stdout/stderr,得先用 PySys_GetObject("stdout") 替换为自定义 io.StringIO 对象——这需要额外调用 Python 的 io 模块,不是纯 C 可完成的

c++ 向 Python 传递参数要用 PyObject* 构造

Python 函数不接受 C++ 原生类型。比如想调用 myfunc(a=42, b="hello"),必须手动包装:

  • 整数:PyLong_FromLong(42)
  • 字符串PyUnicode_FromString("hello")(UTF-8 字节流),Windows 上慎用 PyUnicode_FromWideChar() 避免编码错乱
  • 元组参数:PyTuple_Pack(2, arg1, arg2)
  • 关键字参数:PyDict_New() + PyDict_SetItemString(dict, "a", arg1)
  • 每次构造的 PyObject* 用完后必须调用 Py_DECREF(),漏掉会导致内存泄漏——这是最常被忽略的点

嵌入式调用要注意线程与 GIL

如果 C++ 主程序是多线程的,且多个线程都调用 Python API,必须显式管理全局解释器锁(GIL):

  • 进入 Python 调用前:用 PyGILState_Ensure() 获取 GIL
  • 退出前:用 PyGILState_Release(gstate) 归还
  • 不要在持有 GIL 时做耗时 C++ 运算(如大数组遍历),否则阻塞整个 Python 解释器
  • 若已知只在单线程中调用,可跳过 GIL 操作,但一旦扩展到多线程场景,没加 GIL 处理就是必现 crash

C++ 嵌入 Python 最容易栽在路径配置和引用计数上,这两处一错,表现往往是 Segmentation fault 或静默无输出,调试时得优先检查。

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