在Linux环境底下用C语言执行Python程序

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在Linux环境底下用C语言执行Python程序
- 1、环境安装&检测
- 2、C语言调用Python语句
- - 2.1 直接调用python语句
  - 2.2 调用无参python函数
  - 2.3 调用有参python函数

1、环境安装&检测

通过C语言调用Python代码，需要先安装libpython3的 dev依赖库（不同的ubuntu版本下，python版本可能会有差异，比如ubuntu 22.04里是libpython3.10-dev）。
首先可以通过以下命令验证是否是否已经存在python3的dev包

dpkg -l | grep libpython3

–>正常会有类似如下的输出，出现"libpython3"和 “dev”，如libpython3.10-dev即可：

pg@pg-Default-string:~$ dpkg -l | grep libpythonii libpython3-dev:amd64 3.10.6-1~22.04
amd64 header files and a static library for Python (default)
ii libpython3-stdlib:amd64 3.10.6-1~22.04 amd64 interactive high-level object-oriented language (default python3 version)
ii libpython3.10:amd64 3.10.12-1~22.04.2 amd64 Shared Python runtime library (version 3.10)
ii libpython3.10-dev:amd64 3.10.12-1~22.04.2 amd64 Header files and a static library for Python (v3.10)
ii libpython3.10-minimal:amd64 3.10.12-1~22.04.2 amd64 Minimal subset of the Python language (version 3.10)
ii libpython3.10-stdlib:amd64 3.10.12-1~22.04.2 amd64 Interactive high-level object-oriented language (standardlibrary, version 3.10)

–> 如果没有，可以通过apt命令安装相关的dev包：

sudo apt install libpython3.10-dev
Orangepi Zero2 //全志H616开发学习文档

2、C语言调用Python语句

2.1 直接调用python语句

我们先来一个简单的例子

// simpledemo.c
#include "Python.h"
int main()
{Py_Initialize(); // 初始化//int PyRun_SimpleString(const char *command)PyRun_SimpleString("print ('funny')");Py_Finalize(); //释放资源; 最后在程序结束时使用Py_Finalize()函数关闭Python解释器，并释放资源
}

然要编译和运行这个程序，可以使用以下命令（假设使用的是gcc编译器和Python 3.10版本）：

gcc simpledemo.c -o simpledemo -I /usr/include/python3.10 -l python3.10 ./simpledemo

–>正常输出

funny

2.2 调用无参python函数

上文调用了print (‘funny’)这条语句，现在把这条语句放到 nopara.py的文件的函数里，如下

#nopara.py文件
def say_funny():print('funny')

接下来用C语言进行调用，注意文件后缀。

//nopara.c
#if 0
1、包含Python.h头文件，以便使用Python API。
2、使用void Py_Initialize()初始化Python解释器，
3、使用PyObject *PyImport_ImportModule(const char *name)和PyObject
*PyObject_GetAttrString(PyObject *o, const char *attr_name)获取sys.path对象，并利用
int PyList_Append(PyObject *list, PyObject *item)将当前路径.添加到sys.path中，以便加载
当前的Python模块(Python文件即python模块)。
4、使用PyObject *PyImport_ImportModule(const char *name)函数导入Python模块，并检查是否
有错误。
5、使用PyObject *PyObject_GetAttrString(PyObject *o, const char *attr_name)函数获取
Python函数对象，并检查是否可调用。
6、使用PyObject *PyObject_CallObject(PyObject *callable, PyObject *args)函数调用
Python函数，并获取返回值。
7、使用void Py_DECREF(PyObject *o)函数释放所有引用的Python对象。
8、结束时调用void Py_Finalize()函数关闭Python解释器。
相关的函数参数说明参考网站（网站左上角输入函数名即可开始搜索）：
https://docs.python.org/zh-cn/3/c-api/import.html
#endif#include <Python.h>
int main()
{Py_Initialize();//创建新的python环境，加载所有内置模块和扩展模块，-->c中执行py// 将当前路径添加到sys.path中PyObject *sys = PyImport_ImportModule("sys");PyObject *path = PyObject_GetAttrString(sys, "path");//获取引用PyList_Append(path, PyUnicode_FromString("."));//将当前路径.添加到sys.path中，以便加载当前的Python模块(Python文件即python模块)。// 导入nopara模块PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("nopara");if (!pModule){PyErr_Print();printf("ERROR: failed to load nopara.py\n");return 1;}// 获取say_funny函数对象PyObject *pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "say_funny");if (!pFunc || !PyCallable_Check(pFunc)){PyErr_Print();printf("ERROR: function say_funny not found or not callable\n");return 1;}// 调用say_funny函数并获取返回值PyObject *pValue = PyObject_CallObject(pFunc, NULL);if (!pValue){PyErr_Print();printf("ERROR: function call failed\n");return 1;}// 释放所有引用的Python对象Py_DECREF(pValue);Py_DECREF(pFunc);Py_DECREF(pModule);// 关闭Python解释器Py_Finalize();return 0;
}

要编译和运行这个程序，可以使用以下命令（假设使用的是gcc编译器和Python 3.10版本）

gcc -o nopara nopara.c -I /usr/include/python3.10/ -l python3.10 ./nopara

–>正常输出

funny

2.3 调用有参python函数

C语言调用python有参函数，首先定义一个带参数和返回值的函数

#nopara.py文件
import sysdef say_funny(s):print('funny')return s
# print(sys.path)

接下来用C语言进行调用，调用的流程无参函数的调用方式几乎是一样的是的：

//nopara.c
#if 0
1、包含Python.h头文件，以便使用Python API。
2、使用void Py_Initialize()初始化Python解释器，
3、使用PyObject *PyImport_ImportModule(const char *name)和PyObject
*PyObject_GetAttrString(PyObject *o, const char *attr_name)获取sys.path对象，并利用
int PyList_Append(PyObject *list, PyObject *item)将当前路径.添加到sys.path中，以便加载
当前的Python模块(Python文件即python模块)。
4、使用PyObject *PyImport_ImportModule(const char *name)函数导入Python模块，并检查是否
有错误。
5、使用PyObject *PyObject_GetAttrString(PyObject *o, const char *attr_name)函数获取
Python函数对象，并检查是否可调用。
+6、使用PyObject *Py_BuildValue(const char *format, ...)函数将C类型的数据结构转换成
Python对象，作为Python函数的参数,没有参数不需要调用
7、使用PyObject *PyObject_CallObject(PyObject *callable, PyObject *args)函数调用
Python函数，并获取返回值。
+8、使用int PyArg_Parse(PyObject *args, const char *format, ...)函数将返回值转换为C类
型，并检查是否有错误,没有返回值时不需要调用。
9、使用void Py_DECREF(PyObject *o)函数释放所有引用的Python对象。
10、结束时调用void Py_Finalize()函数关闭Python解释器。
相关的函数参数说明参考网站（网站左上角输入函数名即可开始搜索）：
https://docs.python.org/zh-cn/3/c-api/import.html
#endif#include <Python.h>//包含Python.h头文件，以便使用Python API。
int main()
{Py_Initialize();//使用void Py_Initialize()初始化Python解释器，// 将当前路径添加到sys.path中PyObject *sys = PyImport_ImportModule("sys");//初始化python解释器PyObject *path = PyObject_GetAttrString(sys, "path");PyList_Append(path, PyUnicode_FromString("."));// 导入para模块PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("para");if (!pModule){PyErr_Print();printf("Error: failed to load nopara.py\n");}//获取say_funny函数对象PyObject *pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "say_funny");if (!pFunc){PyErr_Print();printf("Error: failed to load say_funny\n");}//创建一个字符串作为参数char *category = "comedy";PyObject *pArgs = Py_BuildValue("(s)", category);//调用say_funny函数并获取返回值PyObject *pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);if (!pValue){PyErr_Print();printf("Error: function call failed\n");} //将返回值转换为C类型char *result = NULL;if (!PyArg_Parse(pValue, "s", &result)){PyErr_Print();printf("Error: parse failed\n");}//打印返回值printf("pValue=%s\n", result);//释放所有引用的Python对象Py_DECREF(pValue);Py_DECREF(pFunc);Py_DECREF(pModule);//释放所有引用的Python对象Py_Finalize();return 0;
}