有時候在寫C語言程序的時候又想利用一下python強大的模塊，於是C與python的混合編程便應運而生。
下面簡單說說在C語言編譯環境中調用python腳本文件的基礎應用。
一、環境配置
以vs2017為例。
0x00 平台
首先你要知道你電腦上安裝的python環境是64位還是32位，vs的編譯平台需要與python環境一致。
比如我的python環境是64位，vs工程就要配置成x64。
右鍵點擊你的解決方案，點擊屬性，
0x01 添加 包含目錄 和 庫目錄
在屬性窗口雙擊“VC++ Directories”（VC++目錄），把在Include Directories （包含目錄）和 Library Directories（庫目錄）下添加python安裝路徑下的include和ibs文件夾的路徑。
0x02 添加依賴項
在添加之前一定要先確保自己安裝了python的debug版本，詳見我的另一篇博客【VS2017】“LNK1104 cannot open file ‘python39_d.lib‘
雙擊“linker”（鏈接器）下的“Input”，添加python39_d.lib這個依賴項
點擊確定則配置完成。
這樣在寫程序的時候添加Python.h頭文件就不會報錯，python39_d.lib里的API函數也就可以正常使用了。
二、案例
主要流程就是：
初始化python
導入py腳本（模塊）
獲取模塊里的函數
必要的C語言數據類型轉python的數據類型（傳參前）
調用函數
釋放python
#include<stdio.h>
#include <Python.h>
int main()
{
PyObject *pName, *pModule, *pDict, *pFunc;
PyObject *pArgs, *pValue;
//待傳參數
int time[6]={1,2,3,4,5,6};
//初始化python
Py_Initialize();
// 檢查初始化是否成功
if (!Py_IsInitialized())
{
printf("初始化失敗\n");
Py_Finalize();
}
//設置python模塊，搜尋位置，文件放在.c文件一起
PyRun_SimpleString("import sys");
PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");
//獲取python文件名，導入模塊（我這里的py文件是graph.py）
pModule = PyImport_ImportModule("graph");
if (!pModule) {
printf("py文件導入失敗\n");
Py_Finalize();
}
else {
//直接獲取模塊中的函數
pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "create_graph");
//驗證函數是否獲取成功
if (!pFunc) {
printf("函數導入失敗\n");
Py_Finalize();
}
//將c/c++類型數據轉換為python類型，利用元組傳遞
pArgs = PyTuple_New(6);
pValue = PyLong_FromLong(time[0]);
PyTuple_SetItem(pArgs, 0, pValue);
pValue = PyLong_FromLong(time[1]);
PyTuple_SetItem(pArgs, 1, pValue);
pValue = PyLong_FromLong(time[2]);
PyTuple_SetItem(pArgs, 2, pValue);
pValue = PyLong_FromLong(time[3]);
PyTuple_SetItem(pArgs, 3, pValue);
pValue = PyLong_FromLong(time[4]);
PyTuple_SetItem(pArgs, 4, pValue);
pValue = PyLong_FromLong(time[5]);
PyTuple_SetItem(pArgs, 5, pValue);
//調用直接獲得的函數，並傳遞參數
pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
//釋放python
Py_Finalize();
printf("success");
return 0;
}
}
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順便給出我的graph.py的腳本，這是一個以參數的數值生成對應的excel文件的腳本，這兩個源代碼是根據我的另一篇關於排序算法的博文改的案例。
# -*- coding:utf-8 -*-
import xlsxwriter
def create_graph(a,b,c,d,e,f):
# 創建一個excel
workbook = xlsxwriter.Workbook("排序算法比較結果.xlsx")
# 創建一個sheet
worksheet = workbook.add_worksheet()
# worksheet = workbook.add_worksheet("bug_analysis")
# 自定義樣式，加粗
bold = workbook.add_format({'bold': 1})
# --------1、准備數據並寫入excel---------------
# 向excel中寫入數據，建立圖標時要用到
headings = ["排序方法", "排序時間"]
data = [["簡單選擇排序", "直接插入排序", "冒泡排序", "快速排序", "兩路合並排序", "堆排序"],[a,b,c,d,e,f]]
# 寫入表頭
worksheet.write_row('A1', headings, bold)
# 寫入數據
worksheet.write_column('A2', data[0])
worksheet.write_column('B2', data[1])
# --------2、生成圖表並插入到excel---------------
# 創建一個柱狀圖(column chart)
chart_col = workbook.add_chart({'type': 'column'})
# 配置第一個系列數據
chart_col.add_series({'name': '=Sheet1!$B$1','categories': '=Sheet1!$A$2:$A$7','values': '=Sheet1!$B$2:$B$7','line': {'color': 'red'},})
# 這里的sheet1是默認的值，因為我們在新建sheet時沒有指定sheet名
# 如果我們新建sheet時設置了sheet名，這里就要設置成相應的值
# 設置圖表的title 和 x，y軸信息
chart_col.set_title({'name': "排序算法結果"})
chart_col.set_x_axis({'name': "排序方法"})
chart_col.set_y_axis({'name': "花費時間(ms)"})
# 設置圖表的風格
chart_col.set_style(1)
# 把圖表插入到worksheet以及偏移
worksheet.insert_chart('A10', chart_col, {'x_offset': 25, 'y_offset': 10})
workbook.close()
return 0
if __name__=="__main__":
create_graph(10, 40, 50, 20, 10, 50)
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三、常用API
1、運行Python指令
PyRun_SimpleString("print(os.getcwd(),a)");
pyext.eval(R"(a+='qwer')");
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2、加載Python模塊
PyObject * pModule =PyImport_ImportModule("tp"); //test:Python文件名,若腳本有錯則返回空
PyRun_SimpleString("import os");
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3、給Python的變量賦值
對於數值，使用Py_BuildValue：
Py_BuildValue("") //None
Py_BuildValue("i", 123) //123
Py_BuildValue("iii", 123, 456, 789)//(123, 456, 789)
Py_BuildValue("s", "hello") //'hello'
Py_BuildValue("ss", "hello", "world") //('hello', 'world')
Py_BuildValue("s#", "hello", 4) //'hell'
Py_BuildValue("()") //()
Py_BuildValue("(i)", 123) //(123,)
Py_BuildValue("(ii)", 123, 456) //(123, 456)
Py_BuildValue("(i,i)", 123, 456) //(123, 456)
Py_BuildValue("[i,i]", 123, 456) //[123, 456]
Py_BuildValue("{s:i,s:i}", "abc", 123, "def", 456) //{'abc': 123, 'def': 456}
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對於其他數據結構，使用相應的函數設置，例如：
PyObject *pArgs = PyTuple_New(1);
PyObject *pDict = PyDict_New(); //創建字典類型變量
PyDict_SetItemString(pDict, "Name", Py_BuildValue("s", "YQC")); //往字典類型變量中填充數據
PyDict_SetItemString(pDict, "Age", Py_BuildValue("i", 25)); //往字典類型變量中填充數據
PyTuple_SetItem(pArgs, 0, pDict);//0---序號 將字典類型變量添加到參數元組中
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構造好對象以后，通過PyObject_SetAttrString來設置進入Python中:
PyObject *ps=PyUnicode_DecodeUTF8(val,strlen(val),"ignore"); //構造了一個對象
PyObject_SetAttrString(p_main_Module,key,ps); //設置
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4、獲取Python變量的值
首先取得變量的指針,然后通過PyArg_Parse解析
pModule =PyImport_ImportModule("__main__");
pReturn = PyObject_GetAttrString(pModule, "a"); //可以獲得全局變量
int size = PyDict_Size(pReturn);
PyObject *pNewAge = PyDict_GetItemString(pReturn, "Age");
int newAge;
PyArg_Parse(pNewAge, "i", &newAge);
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對於元組的解析：
int ok;
ok = PyArg_ParseTuple(args, "s", &s); //Python call: f('whoops!')
ok = PyArg_ParseTuple(args, "lls", &k, &l, &s);//Python call: f(1, 2,'three')
ok = PyArg_ParseTuple(args, "(ii)s#", &i, &j, &s, &size);//Python call: f((1, 2), 'three')
ok = PyArg_ParseTuple(args, "s|si", &file, &mode, &bufsize);//Python calls:
//f('spam')
//f('spam', 'w')
//f('spam', 'wb', 100000)
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5、調用Python函數
PyObject * pfun=PyObject_GetAttrString(pModule, "testdict"); //testdict:Python文件中的函數名
PyObject *pReturn = PyEval_CallObject(pfun, pArgs); //調用函數
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6、設置函數讓Python調用
首先定義c函數，然后聲明方法列表，然后聲明模塊，然后增加這個模塊，最后調用
static int numargs=1890;
static PyObject* emb_numargs(PyObject *self, PyObject *args) //C函數
{
if(!PyArg_ParseTuple(args, ":numargs"))
return NULL;
return PyLong_FromLong(numargs);
}
static PyMethodDef EmbMethods[] = { //方法列表
{"numargs", emb_numargs, METH_VARARGS,
"Return the number of arguments received by the process."},
{NULL, NULL, 0, NULL}
};
static PyModuleDef EmbModule = { //模塊聲明
PyModuleDef_HEAD_INIT, "emb", NULL, -1, EmbMethods,
NULL, NULL, NULL, NULL
};
static PyObject* PyInit_emb(void) //模塊初始化函數
{
return PyModule_Create(&EmbModule);
}
//增加模塊：
PyImport_AppendInittab("emb", &PyInit_emb); //增加一個模塊