python直接调用和使用swig法方调用c++库

c++运算速度快于python，python简单易写。很多时候对于已有的c++代码也不想用python重写，此时就自然而然地想到用python调用c或者c++，两全其美。
然而根据这些博客的说法，python只能实现c的调用，如果需要调用c++，还需要对c++代码进行额外的处理。

首先是python调用c代码：

//gcc -g -o libpycall_c.so -shared -fPIC pycall_c.c
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
int foo(int a, int b) 
{ 
  printf("you input %d and %d\n", a, b); 
  return a+b; 
} 

此处一定要用gcc进行编译，，如果用g++就搞成c++了，python不能直接调用c++！（我在这里报错了很久，因为我用的是g++）

import ctypes 
lib = ctypes.CDLL("./libpycall_c.so")   
lib.foo(1, 3) 
print '***finish***'

可见python调用c的方式还是很直接的。当调用c++时，使用g++编译生成C动态库的代码中的函数或者方法，需要使用extern “C”来进行编译。

//g++ -g -o libpycall.so -shared -fPIC pycall.c
#include <iostream>
using namespace std;
int foo(int a, int b){
    cout << "the number you input:" << a << "\t" << b << endl;
    return a + b;
}
extern "C" {
   int foo_(int a, int b){
       foo(a, b);  
    }
}

对应的python代码：

import ctypes 
lib = ctypes.CDLL("./libpycall.so")   
lib.foo_(1, 3) 
print '***finish***'

更高级一点，c++定义一个类，通过python调用c++类的方法。

首先写一个c++类：

//g++ -g -o libpycall.so -shared -fPIC -std=c++11 pycall.cpp
#include <iostream>

using namespace std;

class TestLib{
    private:
        int number = 0;

    public:
        void set_number(int num){
            number = num;
        }
        int get_number(){
            return number;
        }
}; 

extern "C" {
    TestLib obj;
    int get_number(){
        return obj.get_number();
    }
    void set_number(int num){
        obj.set_number(num);
    }
}

然后是python调用：

import ctypes

lib = ctypes.CDLL("./libpycall.so")
print lib.get_number()  #0
lib.set_number(10)
print lib.get_number()   #10

swig

Swig是一种软件开发工具，能让一些脚本语言调用C/C++语言的接口。它实现的方法是，通过编译程序将C/C++的声明文件(.i文件)编译成C/C++的包装器源代码(.c或.cxx)。通过直接调用这样的包装器接口，脚本语言可以间接调用C/C++语言的程序接口。SWIG支持的语言有：Perl, Python, Tcl, Ruby, Guile, and Java。

假如有这样一段C的代码，文件名为example.c：

/* File : example.c */

double  My_variable  = 3.0;

/* Compute factorial of n */
int  fact(int n) {
    if (n <= 1) return 1;
    else return n*fact(n-1);
}

/* Compute n mod m */
int my_mod(int n, int m) {
    return(n % m);
}

我们想在脚本语言的代码里面调用fact函数。可以通过一段非常简单的SWIG脚本，文件名为example.i：(这里的格式非常重要，即使第一行的注释也不能省略)

/* File : example.i */
%module example
%{
/* Put headers and other declarations here */
extern double My_variable;
extern int    fact(int);
extern int    my_mod(int n, int m);
%}

extern double My_variable;
extern int    fact(int);
extern int    my_mod(int n, int m);

这段.i文件分成3个部分：

  • 第一部分是 %module example， %module是SWIG脚本的一个命令，它表示生成的包装器将在一个模块内的名称。
  • 第二部分是%{… %}，这一部分的内容会原封不动的插入到xxxx_wrap.c或xxxx_wrap.cxx文件中。
  • 第三部分就是剩下的部分了。这部分就是C语言或者C++语言的接口声明了。和C/C++的语法是一样的。

接下来以linux操作系统下，为python语言生成接口为例：

swig -python example.i

执行上述语句会生成两个文件example.py和example_wrap.c。 example.py就是python语言可以调用的example模块，而example_wrap.c则封装了example.c的封装器。

然后执行第二步：

gcc -c -fPIC example.c example_wrap.c -I/usr/include/python2.7

执行该步会生成两个o文件，example.o和example_wrap.o。

最后执行：

g++ -shared example.o example_wrap.o -o _example.so

这一步会将上面两个o文件封装成一个新的动态库，_example.so。在这之后就可以在python内直接调用example.c提供的接口了。

import example
print example.fact(3)
print example.cvar.My_variable   #注意这里的参数不能直接用，得用cvar。

到此这篇关于python直接调用和使用swig法方调用c++库的文章就介绍到这了,更多相关python调用c++库内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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