python3调用C++

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• • 主要C++程序讲解
  • python3程序
  • 注意事项

  python3可以通过ctypes模块调用C++库，适当地混合使用将融合python和C++的优势，提升程序的性能。
  在ubuntu下，python3通过ctypes模块调用C++动态库，其中的关键在于数据的转换，在python3和C++之间通过ctypes模块将它们的数据联系在一起，在 官网资料中，可支持的数据类型如下：

ctypes类型	c类型	python类型
c_bool	_Bool	bool
c_char	char	单字符字节对象
c_wchar	wchar_t	但字符字符串
c_byte	char	整型
c_ubyte	unsigned char	整型
c_short	short	整型
c_ushort	unsigned short	整型
c_int	int	整型
c_uint	unsigned int	整型
c_long	long	整型
c_ulong	unsigned long	整型
c_ulonglong	unsigned __int64或unsigned long long	整型
c_size_t	size_t	整型
c_ssize_t	ssize_t或Py_ssize_t	整型
c_float	float	浮点数
c_doulbe	double	浮点数
c_longdouble	long double	浮点数
c_char_p	char *	字节串对象或None
c_wchar_p	wchar_t *	字节串或None
c_void_p	void *	int或None

  在上述数据结构中，可以看到只包含了基础的数据类型，如果传递大量的数据，可通过c_type_p传递字符串的方式进行，也可定义一些结构体传递数据。以下将用一个简单例子介绍通过传递json格式的字符串，程序下载链接为：https://gitee.com/jdi-shen/python-c

主要C++程序讲解

char* json_string() {
    Json::Value root;
    root["msg"] = "msg";
    root["x"] = 2.5;
    //std::string json_str = root.toStyledString();    //将json格式数据转变成字符串，程序将会出错
    std::string json_str = Json::FastWriter().write(root);    //将json格式数据转变成字符串

    //如果通过const_cast将string转变成char*，python将得到乱码
    static std::pair<char*, uint> c("", 0);    //first表示字符串数据，second表示字符串的大小
    if(c.second != json_str.size()) {    //如果与上次字符串数据的长度不同，则释放内存，避免内存泄漏
        if(c.second != 0) {    //如果字符串的长度为0，则不需要释放内存
            delete c.first;
        }
        c.first = new char(json_str.size());    //此处将发生内存泄漏的情况
        c.second = json_str.size();
    }
    for(int i = 0; i < json_str.size(); i++) {    //将string转变成char*
        c.first[i] = json_str[i];
    }

    return c.first;
}

python3程序

# -*- coding: utf-8 -*-
import ctypes
# 指定动态链接库
lib = ctypes.cdll.LoadLibrary('../lib/libcpp_lib.so')

#将python类型转换成c类型，支持int, float,string的变量和数组的转换
def convert_type(input):
    ctypes_map = {int:ctypes.c_int,
              float:ctypes.c_double,
              str:ctypes.c_char_p
              }
    input_type = type(input)
    if input_type is list:
        length = len(input)
        if length==0:
            print("convert type failed...input is "+input)
            return null
        else:
            arr = (ctypes_map[type(input[0])] * length)()
            for i in range(length):
                arr[i] = bytes(input[i],encoding="utf-8") if (type(input[0]) is str) else input[i]
            return arr
    else:
        if input_type in ctypes_map:
            return ctypes_map[input_type](bytes(input,encoding="utf-8") if type(input) is str else input)
        else:
            print("convert type failed...input is "+input)
            return null


import json
import time

if __name__ == '__main__':
    #需要指定返回值的类型，默认是int
    lib.add.restype = ctypes.c_double
    print(lib.add(convert_type(3.0), convert_type(2.0)))

    lib.json_string.restype = ctypes.c_char_p
    print(lib.json_string())

    # 由于数据格式不正确，出现乱码情况
    lib.string_test.restype = ctypes.c_char_p
    print(lib.string_test())

注意事项

1. C++中的函数需要在声明处加入“extern “C” ”;
2. jsoncpp的版本非常多，推荐使用gitee上的版本：https://gitee.com/openharmony/third_party_jsoncpp.git；
3. python通过上述方式获得字符串后，会在字符串末尾增加一些不预期的字符，需要清除后再进行解析；