Python的C/C++擴充——boost_python編寫Python子產品

前面講述了Python使用ctypes直接調用動态庫和使用Python的C語言API封裝C函數，本文概述友善封裝C++類給Python使用的boost_python庫。

安裝boost python庫：

sudo aptitude install libboost-python-dev
           

示例

下面代碼簡單實作了一個普通函數maxab()和一個Student類：

#include <iostream>
#include <string>

int maxab(int a, int b) { return a>b?a:b; }

class Student {
    private:
        int age;
        std::string name;

    public:
        Student() {}
        Student(std::string const& _name, int _age) { name=_name; age=_age; }

        static void myrole() { std::cout << "I'm a student!" << std::endl; }

        void whoami() { std::cout << "I am " << name << std::endl; }

        bool operator==(Student const& s) const { return age == s.age; }
        bool operator!=(Student const& s) const { return age != s.age; }

};
           

使用boost.python庫封裝也很簡單，如下代碼所示：

#include <Python.h>
#include <boost/python.hpp>
#include <boost/python/suite/indexing/vector_indexing_suite.hpp>
#include <vector>

#include "student.h"

using namespace boost::python;

BOOST_PYTHON_MODULE(student) {                                                                                                                                                                              
    // This will enable user-defined docstrings and python signatures,
    // while disabling the C++ signatures
    scope().attr("__version__") = "1.0.0";
    scope().attr("__doc__") = "a demo module to use boost_python.";
    docstring_options local_docstring_options(true, false, false);
    def(
            "maxab", &maxab, "return max of two numbers.\n"
       );  

    class_<Student>("Student", "a class of student")
        .def(init<>())
        .def(init<std::string, int>())
        // methods for Chinese word segmentation
        .def(
                "whoami", &Student::whoami, "method's doc string..."
            )   
        .def(
                "myrole", &Student::myrole, "method's doc string..."
            )   
        .staticmethod("myrole");
    // 封裝STL
    class_<std::vector<Student> >("StudentVec")
        .def(vector_indexing_suite<std::vector<Student> >())
        ;   
}
           

上述代碼還是include了Python.h檔案，如果不include的話，會報錯誤：

wrap_python.hpp:50:23: fatal error: pyconfig.h: No such file or directory
           

編譯

編譯以上代碼有兩種方式，一種是在指令行下面直接使用g++編譯：

g++ -I/usr/include/python2.7  -fPIC wrap_student.cpp -lboost_python -shared -o student.so
           

首先指定Python.h的路徑，如果是Python 3的話就要修改為相應的路徑，編譯wrap_student.cpp要指定-fPIC參數，連結(-lboost_python)生成動态庫(-shared)。 生成的student.so動态庫就可以被python直接import使用了

In [1]: import student

In [2]: student.maxab(2, 5)

Out[2]: 5

In [3]: s = student.Student('Tom', 12)

In [4]: s.whoami()

I am Tom

In [5]: s.myrole()

I'm a student!

另外一直方法是用python的setuptools編寫setup.py腳本：

#!/usr/bin/env python

from setuptools import setup, Extension

setup(name="student",
    ext_modules=[
    Extension("student", ["wrap_student.cpp"],                                                                                                                                                              
    libraries = ["boost_python"])
])
           

然後執行指令編譯：

python setup.py build
or
sudo python setup.py install
           

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猿人學