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C#使用IronPython调用Python的实现

虚梦年华 人气:0

一、前言

以下摘自百度百科:

IronPython 是一种在 NET 和 Mono 上实现的 Python 语言,由 Jim Hugunin(同时也是 Jython 创造者)所创造。1.0 版于2006年9月5日发布。
随后,在 2007 年,开发者决定改写架构,使用动态类型系统以让更多脚本语言能很容易地移植到NET Framework上。2008 年,随着微软发布 NET Framework3.0/3.5、Silverlight 之后, IronPython也发布了 2.0 版,最新版本是 2.7,于 2011年3月发布,支持.NET Framework 4.0。

我们可以把IronPython理解为在.NET平台上实现的python解释器,我们可以使用IronPython进行python脚本的调用,也可以反过来,使用IronPython调用C#的功能。

目前IronPython支持两个python版本,python2.7及python3.4,可根据自己实际需要进行版本选择。最新版本为支持python3.4的3.4版本,支持的.NET最低版本为.NET Framework4.6.2,也可在.NET Core、.NET5、.NET6上使用。

IronPython官网:https://ironpython.net

本文将以.NET5的控制台应用程序,实际演示通过IronPython在C#中调用Python脚本。

本文源代码已上传至GitHub,链接如下:

https://github.com/XMNHCAS/IronPythonDemo

二、IronPython安装配置

打开Nuget管理工具,搜索IronPython,如下图所示:

不需要调用任何包的情况下,只安装第一个即可。

IronPython.StdLib是Python标准库,如果需要调用标准库则需要安装这个包。安装完成后,如果程序编译之后不将此包的文件复制至编译环境,则需要在项目的csproj文件中添加以下配置项:

<ItemGroup>
    <Content Include="lib\**">
        <CopyToOutputDirectory>PreserveNewest</CopyToOutputDirectory>
    </Content>
</ItemGroup>
<ItemGroup>
    <None Update="lib\**">
        <CopyToOutputDirectory>PreserveNewest</CopyToOutputDirectory>
    </None>
</ItemGroup>

ps:使用此库,推荐安装VS的Python支持,否则可能会出现编译失败的情况。

三、基础使用及标准库使用

1、创建python脚本

项目创建完成后,在项目中添加一个文件夹,此处命名为“PythonScripts”,此文件夹用于放置所有python脚本以及第三方库。创建完成后,在此文件夹中添加一个main.py文件,用以编写我们的python示例脚本。

在main.py中添加以下函数,然后把文件属性的“复制到输出目录”一项改为“如果较新则复制”。

此示例调用了python的uuid标准库,所以需要安装前文提及的“IronPython.StdLib”包。

import sys
import uuid
 
def Test():
    return 'Hello IronPython!'
 
 
def SysVersion():
    return sys.version
 
 
def CreateUUID():
    return str(uuid.uuid1())

2、调用脚本

在Program.cs文件中,修改Main函数:

using IronPython.Hosting;
using System;
 
namespace IronPythonDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args) 
        {
            // 创建python解释器
            var engine = Python.CreateEngine();
            // 加载脚本文件
            dynamic py = engine.ExecuteFile(@"PythonScripts/main.py");
 
            // 调用Python脚本的Test函数
            Console.WriteLine("Test:");
            var data = py.Test();
            Console.WriteLine(data);
 
            Console.WriteLine();
 
            // 查看IronPython的Python版本及使用的.NET版本
            Console.WriteLine("Python & .NET Version:");
            var version = py.SysVersion();
            Console.WriteLine(version);
 
            Console.WriteLine();
 
            // 使用Python的UUID标准库生成基于时间戳的UUID
            Console.WriteLine("Create UUID By Python:");
            var uuid = py.CreateUUID();
            Console.WriteLine(uuid.ToString());
 
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

运行结果如下:

四、IronPython调用第三方库

IronPython调用python第三方库,需要将调用的第三方库文件拷贝至输出目录,并使用IronPython加载。由于IronPython目前支持的python版本是2.7及3.4,所以需要注意第三方库的版本,根据实际需要选择IronPython可支持的库版本。

由于需要复制第三方库的文件,建议创建单独的python项目并配置虚拟环境,以便python脚本的函数测试以及后续的文件拷贝。

以下以调用requests库为例,示范IronPython如何调用第三方库。

1、创建python虚拟环境

在需要创建虚拟环境的目录下,打开cmd,并运行以下命令。

注意:python版本应为3.4,如果本地存在多个版本的解释器,请将命令中的python改为3.4的版本的python.exe路径。

python -m venv env

创建完成后,就会出现一个env的文件夹,这个文件夹就是我们的虚拟环境了。

2、python虚拟环境安装requests库。

由于我们使用的IronPython支持的python版本是3.4,所以我们安装的requests库也应该是支持python3.4的版本,如2.15.1。

首先要运行以下命令,启动虚拟环境:

env\Scripts\activate.bat

然后使用pip安装requests 2.15.1:

pip install requests==2.15.1

如下图所示:

3、使用requests

我们可以请求requests的官方示例接口,如下所示:

import requests as req
 
 
def GetReqTest():
    res = req.get('https://httpbin.org/basic-auth/user/pass', auth=('user', 'pass'))
    return res.text
 
 
if __name__ == '__main__':
    res_json = GetReqTest()
    print(res_json)

运行结果如下:

4、IronPython调用

首先我们需要把刚刚的虚拟环境,也就是env文件夹里的Lib文件夹,整个复制到我们的C#项目中,放到PythonScripts文件夹下。

然后打开该项目的csproj文件,添加如下配置:

<ItemGroup>
    <None Update="PythonScripts\Lib\**">
        <CopyToOutputDirectory>PreserveNewest</CopyToOutputDirectory>
    </None>
</ItemGroup>

接着在main.py中添加上我们刚刚写的请求测试函数:

def GetReqTest():
    res = req.get('https://httpbin.org/basic-auth/user/pass', auth=('user', 'pass'))
    return res.text

最后在Program.cs中配置第三方库,并调用python的请求测试方法:

using IronPython.Hosting;
using Microsoft.Scripting.Hosting;
using System;
 
namespace IronPythonDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 创建python解释器
            var engine = Python.CreateEngine();
 
            SetSearchFile(ref engine);
 
            // 加载脚本文件
            dynamic py = engine.ExecuteFile(@"PythonScripts/main.py");
           
            // 调用requests库
            Console.WriteLine("Use Requests:");
            var resp = py.GetReqTest();
            Console.WriteLine(resp);
 
            Console.ReadKey();
        }
 
        /// <summary>
        /// 配置python第三方库路径
        /// </summary>
        /// <param name="engine"></param>
        private static void SetSearchFile(ref ScriptEngine engine)
        {
            var paths = engine.GetSearchPaths();
            paths.Add(@"PythonScripts\Lib");
            paths.Add(@"PythonScripts\Lib\site-packages");
            engine.SetSearchPaths(paths);
        }
    }
}

运行结果如下:

五、完整代码

1、Program.cs

using IronPython.Hosting;
using Microsoft.Scripting.Hosting;
using System;
 
namespace IronPythonDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 创建python解释器
            var engine = Python.CreateEngine();
 
            SetSearchFile(ref engine);
 
            // 加载脚本文件
            dynamic py = engine.ExecuteFile(@"PythonScripts/main.py");
 
            // 调用Python脚本的Test函数
            Console.WriteLine("Test:");
            var data = py.Test();
            Console.WriteLine(data);
 
            Console.WriteLine();
 
            // 查看IronPython的Python版本及使用的.NET版本
            Console.WriteLine("Python & .NET Version:");
            var version = py.SysVersion();
            Console.WriteLine(version);
 
            Console.WriteLine();
 
            // 使用Python的UUID标准库生成基于时间戳的UUID
            Console.WriteLine("Create UUID By Python:");
            var uuid = py.CreateUUID();
            Console.WriteLine(uuid.ToString());
 
            Console.WriteLine();
 
            // 调用requests库
            Console.WriteLine("Use Requests:");
            var resp = py.GetReqTest();
            Console.WriteLine(resp);
 
            Console.ReadKey();
        }
 
        /// <summary>
        /// 配置python第三方库路径
        /// </summary>
        /// <param name="engine"></param>
        private static void SetSearchFile(ref ScriptEngine engine)
        {
            var paths = engine.GetSearchPaths();
            paths.Add(@"PythonScripts\Lib");
            paths.Add(@"PythonScripts\Lib\site-packages");
            engine.SetSearchPaths(paths);
        }
    }
}

2、main.py

import sys
import uuid
import requests as req
def Test():
    return 'Hello IronPython!'
def SysVersion():
    return sys.version
def CreateUUID():
    return str(uuid.uuid1())
def GetReqTest():
    res = req.get('https://httpbin.org/basic-auth/user/pass', auth=('user', 'pass'))
    return res.text

六、结尾

使用IronPython包是C#调用Python的其中一种方法,它的优点就是可以将python和C#的代码都集成在一起,基础配置完成后,编写及修改代码都非常简单,无需为python代码进行多次打包。当然缺点就非常多了,比如由于Python版本限制,有部分常用的库无法使用、项目初始配置较为繁杂等。

IronPython的使用场景有很多,比如当我们需要进行爬虫的客户端开发的时候,我们就可以通过IronPython,使用C#进行高效美观的客户端开发,同时可以使用python进行高效的爬虫开发。

随着新需求的不断提出,总会出现某种语言无法满足需求或者开发成本偏高的情况,这种时候,我们就可以使用如IronPython这样的库,使用多语言进行开发,取长补短。

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