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Python 调用 C++ 程序：实现跨语言交互

2023-07-12 15:32:53 深夜i -- --

Python C++ 跨语言交互调用程序实现

在软件开发过程中，有时需要将不同语言的程序进行交互，这就需要使用到跨语言交互技术。而 Python 和 C++ 在不同领域中都有良好的应用环境，如何将它们联通起来，让两者的优点相互协同呢？本文将介绍 Python 调用 C++ 程序的实现方法。

一、Python/C++ 交互的常见方式

1. 编写 Python 扩展模块：Cython、SWIG 等可以将 C/C++ 代码转化为 Python 模块，通过 Python 原生的模块导入方式，实现 Python 和 C++ 的交互。

2. 使用 ctypes：ctypes 是 Python 标准库提供的库，允许 Python 直接调用 C 库的函数，通过 ctypes 将 C++ 代码编译为动态链接库，再使用 Python 的 ctypes 调用。

3. 使用 Python/C++ 消息传递机制：RPC、ZeroMQ、socket 等比较常见，利用不同语言的 TCP/IP 库在网络上实现进程间通信，实现 Python 和 C++ 的交互。

二、Python/C++ 交互的实例

以下是一个简单示例，演示如何使用 Cython 将 C++ 代码转化为 Python 模块，并在 Python 中使用。

1. 编写 C++ 代码，示例中用 C++ 实现一个简单的加法运算函数，将其存储为 sum.cpp 文件：


#include<iostream>
using namespace std;
int sum(int a, int b){
  return a+b;
}

2. 编写 cython 代码，用 cython 编写一个同名的 py 文件并放在 sum.cpp 所在的目录中，其内容如下：

python
cdef extern from "sum.cpp":
  int sum(int a, int b)

3. 编译生成 Python 模块，执行 cython 命令构建 sum.pyd，以 Windows 平台为例：

cython sum.pyx --cplus cl /c /nologo /MD /W3 /Ox /DNDEBUG /I C:\Python27\include /Tc sum.cpp link /DLL /nologo /incremental:no /LIBPATH:C:\Python27\libs sum.obj /OUT:sum.pyd /EXPORT:PyInit_sum

4. 在 Python 中调用 C++ 函数，直接导入生成的模块，并调用 sum 方法来进行加法运算，示例代码如下：

python
import sum
print(sum.sum(1, 2))

通过以上简单的示例，我们可以看到 Python 和 C++ 是如何互相调用的，其它 Python/C++ 交互方式也可以采用类似的原理，如使用 ctypes 或消息传递机制等。

总结：在实际开发中， Python 调用 C++ 函数可以大大提升程序的效率和性能，同时也可以充分发挥各自编程语言的优势，实现跨语言的协同合作。我们可以根据不同情况选择最适合的 Python/C++ 交互方式，对软件开发效率和性能的提高都有重大作用。

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