C++如何调用简单的python程序

当我们需要在C++应用程序中使用Python脚本时，可以使用Python的API来调用Python解释器，并通过API调用Python程序。下面是完整的攻略：

1. 准备工作

安装Python

首先，需要安装Python的开发环境。推荐使用Anaconda，我们可以从官网下载并安装，同时在安装过程中可以选择将Python添加到系统输入路径中。

配置环境变量

如果选择手动安装Python，建议添加Python目录到系统的PATH环境变量中，避免调用Python时出现找不到模块的错误。

安装Python的C++库

使用pip命令安装Python的C++库：

pip install pybind11

2. Python脚本

可以编写一个简单的Python脚本，以示范如何调用。在本例中，我们定义了一个名为add的简单函数，该函数用于计算两个数的和:

def add(a, b):
    return a + b

保存脚本至add.py文件中。

3. C++程序

现在，在C++中调用Python脚本。我们需要使用Python的C++库pybind11，这个库提供了一个非常简单的接口来将Python嵌入到C++代码中。

3.1 包含头文件

#include <pybind11/embed.h>
namespace py = pybind11;

3.2 开始嵌入Python解释器

// 开始嵌入Python解释器
py::scoped_interpreter guard{};

Pybind11库提供了scoped_interpreter保护，该保护将嵌入的解释器与调用之间隔离开来。在这种情况下，它将在随后的可控范围内初始化和清除解释器本身。

3.3 导入Python脚本

py::object module = py::module::import("add");

使用pybind11库中的module模块将Python模块导入为Python对象。

3.4 调用Python函数

int a = 2, b = 3;
py::object result = module.attr("add")(a, b);
int sum = result.cast<int>();
std::cout << "The sum of " << a << " and " << b << " is " << sum << std::endl;

我们首先调用Python函数module("add")，该函数返回Python对象，以便我们可以对其调用函数。Python函数名作为方法名称，我们可以传递参数，然后使用C++对象必需的类型将其强制转换为C++类型。

下面是一个完整的例子：

#include <iostream>
#include <pybind11/embed.h>

namespace py = pybind11;

int main() {
    Py_Initialize();
    py::object module = py::module::import("add");
    int a = 2, b = 3;
    py::object result = module.attr("add")(a, b);
    int sum = result.cast<int>();
    std::cout << "The sum of " << a << " and " << b << " is " << sum << std::endl;
    Py_Finalize();
    return 0;
}

输出结果为：

The sum of 2 and 3 is 5

另一个例子，我们将使用一个Python函数来读取文本文件并返回其内容。

Python代码：

def read_file(file_path):
    f = open(file_path, 'r')
    contents = f.read()
    f.close()
    return contents 

保存脚本至readfile.py文件中。

下面是C++代码，用于读取此脚本并调用该函数：

#include <iostream>
#include <pybind11/embed.h>

namespace py = pybind11;

int main() {
    Py_Initialize();
    py::object module = py::module::import("readfile");
    std::string filename = "test.txt";
    py::object result = module.attr("read_file")(filename);
    std::string contents = result.cast<std::string>();
    std::cout << "The contents of " << filename << " is: " << contents << std::endl;
    Py_Finalize();
    return 0;
}

由于read_file函数返回文件的内容是字符串类型，因此我们使用std::string来存储结果。将此文件放在与程序相同的目录中，运行程序即可。