前言

在开发过程中，遇到了C/C++实现起来很麻烦的问题，于是就想到了利用Python来完成这部分工作，在这里记录下连接开发的过程和踩到的坑。

开始使用

Python/C API官方中文文档

Cmake引用

首先，使用者和开发者都必须安装Python，而且版本要相对，开发者用的Python3.10，用户也必须使用Python3.10，若开发使用3.10，用户使用3.9，那是会报错找不到dll/so的。
在cmake项目中，引入python只需要以下两行：

find_package(Python3 COMPONENTS Development REQUIRED) # 找到python的库
target_link_libraries(main PRIVATE Python3::Python) # 连接python

这里有一个示例：

cmake_minimum_required(VERSION 3.21) # 项目要求的最低cmake版本
project(main) # 项目的名称

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17) # 设置c++版本

find_package(Python3 COMPONENTS Development REQUIRED) # 找到python的库

add_executable(main main.cpp) # 生成可执行文件

target_link_libraries(main PRIVATE Python3::Python) # 连接python

重新加载cmake缓存后，python就已经被包含进项目中了。要是报错了，检查以下Python的安装吧ο(=•ω＜=)ρ⌒☆

项目使用

在C/C++使用的时候，必须引入的头文件是Python.h,这是使用python语言的关键。
因为这是个C库，所以引入之后不需要using namespace这种操作。
接下来，需要认识几个函数的作用。

Py_Initialize(); // 初始化Python环境
Py_Finalize(); // 释放python所占用的内存空间
PyRun_SimpleString(char * str); // 执行一段Python代码
Py_BuildValue(const char *format, ...); // 创建一个python类型的变量
PyList_New(int size); // 创建一个新的python队列
PyList_SetItem(PyObject * list, int pos, PyObject * value); // 向队列中的指定位置插入数据
PyTuple_New(int size); // 创建一个Python元组
PyTuple_SetItem(PyObject * tuple, int pos, PyObject * value); // 向元组中的指定位置插入数据
PyImport_ImportModule(const char *name); // 导入py或者pyd文件
PyObject_GetAttrString(PyObject * module, const char * function); // 预备调用Python模块中的特定函数
PyEval_CallObject(PyObject * function, PyObject * parameterTurple); // 向要调用的Python函数传递参数元组，正式调用该函数
PyObject_CallNoArgs(PyObject * function); // 调用没有参数的函数 
PyArg_ParseTuple(PyObject * functionReturn, const char * mode, ...); // 将Python函数传回的值传入C语言变量

从上面的函数列表中，我们看到一个不熟悉的变量格式：PyObject *，这是Python库中的专有格式，专门存储传给Python和Python返回内容的变量。所有传递给Python的值必须是这个类型。
接下来是一个完整的调用示例，通过这个示例来认识调用结构。

# example.py
def hello(a):
    b = "hello"
    print(a)
    return b,a

// main.cpp
#include <iostream>
#include <Python.h>

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
    /*构建Python类型的变量*/
    PyObject *pyModule, *pyFunction, *pyValue, *pyReturn;
    char *a,*b;
    Py_Initialize(); // 初始化Python引用
    /*必须调用*/
    PyRun_SimpleString("import sys"); // 导入模块sys
    PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')"); // 将python的目录设置到程序根目录
    /*构建传入的变量*/
    pyValue = Py_BuildValue("s","python"); // 构建变量，第一个参数s代表str，第二个是传入的参数的值
    /*调用Python函数*/
    pyModule = PyImport_ImportModule("example"); // 导入要使用的模块
    pyFunction = PyObject_GetAttrString(pyModule,"hello"); // 定义该模块内要使用的函数名称
    pyReturn = pyEval_CallObject(pyFunction,pyValue); // 给模块函数传值，调用函数。
    /*从Python取值*/
    PyArg_ParseTuple(pyReturn,"ss",&b,&a); // 解析python变量获得返回值
    cout << b << " " << a << endl;
    Py_Finalize(); // 释放python内存空间
    return 0;
}

通过上面的示例，可以大致了解到python的调用方法，虽然不是很简单，但是也不会非常难以理解。更多的用法文档里都有详细的描述，这里就不再重复了。