C++调用python接口 详解怎样在VS2019和VScode中配置C++调用python接口

why

看到这个标题有些人说了，为什么好好的C++你非要调用python？人家明明是两种语言呀！
但是在实际应用中，有时候会用到C/C++调用python来更简单地去完成一些功能，不然人家python为什么有一个文件夹叫include，里边全是.h文件呢？

VScode中配置环境

首先是在VScode中为C++调用python接口配置环境，这里假设你已经配置好了c++编程环境！

1、配置step1

用快捷键Ctrl+Shift+X打开Extensions 商店，输入python，install：

2、配置step2

用快捷键Ctrl+Shift+P打开命令面板，打开C/C++：编辑配置（UI）：

然后编辑c_cpp_properties.json文件，在文件中的includePath项添加自己的python include路径：“D:\\Python\\Python37\\include”，注意格式。

{
 "configurations": [
  {
   "name": "Win32",
   "includePath": [
    "${workspaceFolder}/**",
    "D:\\Python\\Python37\\include"
   ],
   "defines": [
    "_DEBUG",
    "UNICODE",
    "_UNICODE"
   ],
   "compilerPath": "D:\\MinGW\\bin\\gcc.exe",
   "cStandard": "c11",
   "cppStandard": "c++17",
   "intelliSenseMode": "clang-x64"
  }
 ],
 "version": 4
}

3、测试

测试一下：编辑hello.py：

def printHello():
 print("Hello World")

c++调用python有两种方式，我在代码中都进行了测试，编辑main.cpp：

#include "D:\Python\Python37\include\Python.h"
//#include <Python.h>
#include <iostream>
using namespace std;
void cython1()
{
 Py_Initialize();       //初始化python解释器，告诉编译器要用的python编译器
 PyRun_SimpleString("import hello");  //调用python文件
 PyRun_SimpleString("hello.printHello()"); //调用上述文件中的函数
 Py_Finalize();       //结束python解释器，释放资源
}

void cython2()
{
 Py_Initialize();
 PyObject *pModule = NULL;
 PyObject *pFunc = NULL;
 pModule = PyImport_ImportModule("hello");    //这里是要调用的文件名
 pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "printHello"); //这里是要调用的函数名
 PyEval_CallObject(pFunc, NULL);      //调用函数
 Py_Finalize();
}

int main()
{
 int select;
 cin >> select;
 select == 1 ? cython1():cython2();
 return 0;
}

4、问题汇总（重磅）

1、为什么我包含了Python.h，c++代码中调用也没有报错，但是运行时会出现如下错误？(暂未从根本上解决问题，仿照后面linux上的头文件调用方法也是无效，稍后解决会更新)

main.cpp:2:10: fatal error: Python.h: No such file or directory
 #include "Python.h"
   ^~~~~~~~~~
compilation terminated.

说明没有include成功啊，这里我猜测是由于版本问题导致的，暂未得到解决，但是有一种方式是绝对可以使用的，并且已经在代码中体现了，那就是…直接inlcude绝对路径！

#include "D:\Python\Python37\include\Python.h"

可能心细的朋友已经发现了，你只是包含了头文件，链接库还没有链接啊！但是我当时的心情不允许我这么细心啊，咳咳
这里打个广告！强烈建议各位C/C++ develpoers，去仔细读一下程序员的自我修养这本书，真的受益匪浅。
2、由于没有链接静态库而报错（同上，暂时只有傻瓜式解决办法，使用makefile解决此问题请看我之后的博客：在makefile中链接静态库）

C:\Users\11955\AppData\Local\Temp\ccLmGIL8.o:main.cpp:(.text+0xb): undefined reference to `__imp_Py_Initialize'
C:\Users\11955\AppData\Local\Temp\ccLmGIL8.o:main.cpp:(.text+0x20): undefined reference to `__imp_PyRun_SimpleStringFlags'
C:\Users\11955\AppData\Local\Temp\ccLmGIL8.o:main.cpp:(.text+0x35): undefined reference to `__imp_PyRun_SimpleStringFlags'
C:\Users\11955\AppData\Local\Temp\ccLmGIL8.o:main.cpp:(.text+0x3e): undefined reference to `__imp_Py_Finalize'
C:\Users\11955\AppData\Local\Temp\ccLmGIL8.o:main.cpp:(.text+0x56): undefined reference to `__imp_Py_Initialize'
C:\Users\11955\AppData\Local\Temp\ccLmGIL8.o:main.cpp:(.text+0x76): undefined reference to `__imp_PyImport_ImportModule'
C:\Users\11955\AppData\Local\Temp\ccLmGIL8.o:main.cpp:(.text+0x91): undefined reference to `__imp_PyObject_GetAttrString'
C:\Users\11955\AppData\Local\Temp\ccLmGIL8.o:main.cpp:(.text+0xb0): undefined reference to `__imp_PyEval_CallObjectWithKeywords'
C:\Users\11955\AppData\Local\Temp\ccLmGIL8.o:main.cpp:(.text+0xb9): undefined reference to `__imp_Py_Finalize'

解决办法：链接静态库，我把D:\Python\Python37\libs这个文件夹复制到了工作空间的文件夹下，为了方便链接直链接该文件夹下所有文件。

 g++ -o main .\main.cpp -L .\libs\*
 .\main.exe

VS2019中配置环境

1、step1

首先明确，如果你安装的python是64位的，建议把VS 该项目下的解决方案平台改为x64，并且环境是在特定的解决方案配置下（Debug/Release）进行的，所以不要配置在Debug，却在Release调用Python.h，这样肯定会报错：无法打开Python.h。

2、step2

右键project打开属性，在配置属性 - C/C++ - 常规 - 附加包含目录下添加：

D:\Python\Python37\include

在配置属性 - VC++目录 - 库目录下添加：

D:\Python\Python37\libs

3、测试

C++代码和python代码同上，到此我们还没有在VS项目中添加python代码，只需要将hello.py复制到main.cpp所在目录即可。

4、问题汇总

1、如果遇到Link110:无法打开python36_d.lib(或者python**_d.lib)，在你的python/libs目录下会发现没有这个静态库文件，这时候最简单的做法就是拷贝复制一份python36.lib，并重命名为python36_d.lib。
2、如果出现的错误：

Traceback (most recent call last):
File "<string>", line 1, in <module>
NameError: name 'hello' is not defined

这是由于没有找到hello.py文件，解决方案：在初始化python解释器以后添加以下两行代码，用于指定模块的路径：

PyRun_SimpleString("import sys");
PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");

3、如果还有错误，请参考C++调用python。

5、完整的cpp代码

//#include "D:\Python\Python37\include\Python.h"
//当然，绝对路径永远不会失效！^o^
#include <Python.h>
#include <iostream>
using namespace std;
void cython1()
{
 Py_Initialize();       //初始化python解释器，告诉编译器要用的python编译器
 PyRun_SimpleString("import sys");
 PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");
 PyRun_SimpleString("import hello");  //调用python文件
 PyRun_SimpleString("hello.printHello()"); //调用上述文件中的函数
 Py_Finalize();       //结束python解释器，释放资源
}

void cython2()
{
 Py_Initialize();
 PyObject* pModule = NULL;
 PyObject* pFunc = NULL;
 PyRun_SimpleString("import sys");
 PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");
 pModule = PyImport_ImportModule("hello");    //这里是要调用的文件名
 pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "printHello"); //这里是要调用的函数名
 PyEval_CallObject(pFunc, NULL);      //调用函数
 Py_Finalize();
}

int main()
{
 int select;
 cin >> select;
 select == 1 ? cython1() : cython2();
 return 0;
}

Linux中配置环境

其实这一部分有点多余，因为我在VScode下编程也采用gcc/g++编译器，linux与之相同，所以遇到的问题也是一致的，都是没有办法直接#include<Python.h>。以Ubuntu 18.04.4 LTS为例：

1、step1

前提是你已经安装了g++，如果使用g++ -v查看版本无果，采用以下命令安装套件：

sudo apt-get install build-essential

首先查看自己的python版本以及位置，位置用于代码编写调用头文件，版本用于编译g++命令的指示链接库。由于ubuntu18.04自带python3，所以命令中都采用了python3而不是python：

python3 -V
>Python 3.6.9

which python3
>/usr/bin/python3

2、step2

找到版本以及位置，在C++代码中采用绝对路径的方法调用Python.h：

#include "/usr/include/python3.6/Python.h"
//或者
#include <python3.6/Python.h>

同时也要在初始化python解释器以后添加以下两行代码，用于指定模块的路径：

Py_Initialize();
PyRun_SimpleString("import sys"); // add 1
PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')"); //add 2

3、测试

同样在编译时需要指定静态链接库，不然的话就用makefile吧~
注意python的版本：

g++ -o main main.cpp -lpython3.6m
./main

注意，也可以采用编译时包含头文件的方式，这样就不用在代码中调用头文件了，不推荐（这样的命令我要它有何用）：

g++ -o main main.cpp -lpython3.6m -I /usr/include/python3.6
./main

4、疑问

1、为什么VScode不用再代码中指定python文件的路径，而VS和Linux中都需要？
2、为什么在VS2019和Linux中都不用绝对路径就可以调用Python.h文件，而在VScode中却没有作用？
还望与各位朋友探讨。