前言

Python强大的第三方库有助于方法建模。而当我们需要采用C++开发软件时，没有相应的C++库或开源代码，使得我们不得不在软件开发过程中调用部分Python代码

前期准备

Python配置完成
VS安装完成

实现方法

实现基本流程

调用的Python代码都需要包含在两行代码中间，即如下形式：

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Py_Initialize(); //首。初始化Python解释器
//这里是一堆其他代码
Py_Initialize(); //尾。结束Python的工作。

跟Python相关的东西一般声明为PyObject指针的形式，比如一会见到的如下声明：

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PyObject * pModule = NULL; //Python模块
PyObject * pFunc = NULL; //Python函数
PyObject * pArg = NULL; //函数接受的参数

用下面三行代码来完成导入模块、引入函数、构建参数的工作，都是”闻名如见面“类型的函数：

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pModule = PyImport_ImportModule("test"); //导入模块
pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "write_to_xlsx"); //引入操作Excel的函数
pArg = Py_BuildValue("O,O", tuple1, tuple2); //把C++类型转换为Python类型

最后用一句，把参数传给调用函数并实际运行：
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PyEval_CallObject(pFunc, pArg);

创建C++项目并完成环境和库配置

包含目录：在创建好的C++项目，右击项目->属性->C/C++/常规，将安装Python路径下的\include目录添加进去
附加库目录：在创建好的C++项目，右击项目->属性->链接器->常规->附加库目录，将安装Python路径下的\libs目录添加进去
附加依赖项：在创建好的C++项目，右击项目->属性->链接器->输入->附加依赖库，在debug下输入python36.lib，在release下输入python36_d.lib（不同版本Python最后数字不一样，自行修改）

注意：在Python安装路径下的\libs文件夹中可能只存在python36.lib而没有python36_d.lib，此时需要复制一份python36.lib，并重命名为python36_d.lib，此外安装的Python是32位与64位，要与C++项目的环境配置匹配

C++调用Python函数并传入参数（参数为简单类型）

C++调用Python实现成功的前提是，此Python文件可以正常运行

定义Python函数，并命名为test1.py。注意：文件命名切忌为test等冲突的名称，因为Python有内置test函数，python自身模块的优先级高于你自己定义的模块
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def add(a,b): return a+b
编写C++代码调用Python函数

引入头文件

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#include <Python.h>
#include <iostream>
using namespace std;

测试

Py_Initialize();//使用python之前，要调用Py_Initialize();这个函数进行初始化
if (!Py_IsInitialized())
{
	printf("初始化失败！");
	return 0;
}
// 直接执行Python语句
PyRun_SimpleString("import sys");
PyRun_SimpleString("import os");
PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");//这一步很重要，修改Python路径
PyRun_SimpleString("print(os.listdir())");

// 调用Python文件中的函数
PyObject * pModule = NULL;//声明变量
PyObject * pFunc = NULL;
PyObject* args = NULL;
PyObject* pRet = NULL;

pModule = PyImport_ImportModule("test1");//这里是要调用的文件名
if (pModule == NULL)
{
	cout << "没找到" << endl;
}
else
{
	cout << "找到了" << endl;
}
pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "add");//这里是要调用的函数名
args = Py_BuildValue("(ii)", 28, 103);//给python函数参数赋值
pRet = PyObject_CallObject(pFunc, args);//调用函数
int res = 0;
PyArg_Parse(pRet, "i", &res);//转换返回类型
cout << "res:" << res << endl;//输出结果

注意：PyImport_ImportModule，该函数似乎只能用相对路径，且PyImport_ImportModule函数传入的参数不能加”.py“

运行结果

C++调用Python函数并传入参数（参数为列表类型）

定义Python函数，并命名为test12.py

# -*- coding:utf-8 -*-
from openpyxl import Workbook

def fit_prophet(time_series):
    book = Workbook()
    sheet = book.active
    str1 = ()

    time_series = tuple(time_series)
    str1 = str1 + ("time",)
    row1 = str1 + time_series
    rows = (row1,)
    for row in rows:
        sheet.append(row)
        print(row)
    book.save("E:\\test.xlsx")

if __name__=="__main__":
    fit_prophet((1,2,3,4,5.5))

编写C++代码调用Python函数

#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <Python.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

	Py_Initialize();//使用python之前，要调用Py_Initialize();这个函数进行初始化
	if (!Py_IsInitialized())
	{
		printf("初始化失败！");
		return 0;
	}
	// 直接执行Python语句
	PyRun_SimpleString("import sys");
	PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");//这一步很重要，修改Python路径

	// 调用Python文件中的函数
	PyObject * pModule = NULL;//声明变量
	PyObject * pFunc = NULL;
	PyObject* args = NULL;
	PyObject* pRet = NULL;

	// 调用需要传入list数据类型的Python函数
	pModule = PyImport_ImportModule("test12");//这里是要调用的文件名hello.py
	if (pModule == NULL)
	{
		cout << "test12 没找到" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "test12 找到了" << endl;
	}

	vector<double> normalized_ntl_list{ 840.64914699999997, 65535.000000000000, 65535.000000000000 ,65535.000000000000 ,582.03208400000005 ,529.01506400000005 ,565.42856200000006 ,
										65535.000000000000, 565.42856200000006, 563.01787400000001 };

	pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "fit_prophet");//这里是要调用的函数名
	
	PyObject* pyParams = PyList_New(0);           //初始化一个列表
	for (int i = 0; i < normalized_ntl_list.size(); i++)
	{
		PyList_Append(pyParams, Py_BuildValue("d", normalized_ntl_list[i]));	//列表添加元素值浮点数，可以添加不同类型的数据
	}
	
	/*
	PyObject* tuple = PyTuple_New(normalized_ntl_list.size());	//初始化一个元组
	for (int ii = 0; ii < normalized_ntl_list.size(); ii++)
	{
		PyTuple_SetItem(tuple, ii, Py_BuildValue("d", normalized_ntl_list[ii]));	//为元组赋值
	}
	*/
	args = PyTuple_New(1);              
	PyTuple_SetItem(args, 0, pyParams);
	//PyTuple_SetItem(args, 0, tuple);
	PyEval_CallObject(pFunc, args);	//函数调用

	cout << "prophet finished..." << endl;

	Py_Finalize();//调用Py_Finalize，这个根Py_Initialize相对应的。

	return 0;
}

运行结果

console输出结果展示：

可见在Python代码中的print可以在C++的console输出展示
生成Excel展示

重点：C++的vector数据转换成Python的元组或列表形式，首先需要创建对应的Object（PyList_New、PyTuple_New），然后循环赋值（PyList_Append、PyTuple_SetItem），再调用函数之前，需要再用一个元组将数据包装起来，才能成功

C++调用Python函数传入列表参数并返回列表参数

定义Python函数，并命名为test13.py

def listFuncTest(list1, list2, list3):
    print(list1)
    print(list2)
    print(list3)

    return list1, list3

if __name__=="__main__":
    lizt1 = [1,2,3]
    lizt2 = [4,5,6]
    lizt3 = [6,6,6]
    new_lizt1, new_lizt2 =listFuncTest(lizt1, lizt2, lizt3)
    print(new_lizt1)
    print(new_lizt2)

编写C++代码调用Python函数并获取返回值

#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <Python.h>
#include <iostream>
using namespace std;

// C++vector转PyObject函数（python list类型）
PyObject* createList(vector<int> list)
{
	PyObject* pyParams = PyList_New(0);           //初始化一个列表
	for (int i = 0; i < list.size(); i++)
	{
		PyList_Append(pyParams, Py_BuildValue("i", list[i]));	//列表添加元素值整数，可以添加不同类型的数据
	}
	return pyParams;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

	// 用于测试的vector数据
	vector<int> nums1({ 1,2,3 });
	vector<int> nums2({ 9,8,7 });
	vector<int> nums3({ -1,2,-4 });

	Py_Initialize();	//首。初始化Python解释器
	if (!Py_IsInitialized())
	{
		printf("初始化失败！");
		return 0;
	}
	// 直接执行Python语句
	PyRun_SimpleString("import sys");
	PyRun_SimpleString("sys.path.append('./')");//这一步很重要，修改Python路径

	// 调用Python文件中的函数
	PyObject * pModule = NULL;	//Python模块
	PyObject * pFunc = NULL;	//Python函数
	PyObject* args = NULL;		//函数接受的参数
	PyObject* pRet = NULL;		//函数返回的参数

	pModule = PyImport_ImportModule("test13");					//这里是要调用的文件名
	pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, "listFuncTest");	//这里是要调用的函数名

	// 将C++的vector转成PyObject类型
	PyObject* list1 = createList(nums1);
	PyObject* list2 = createList(nums2);
	PyObject* list3 = createList(nums3);

	// 多个参数传递到Python需要在外面再加一层tuple包装
	args = PyTuple_New(3);
	PyTuple_SetItem(args, 0, list1);
	PyTuple_SetItem(args, 1, list2);
	PyTuple_SetItem(args, 2, list3);

	// 调用Python函数并得到函数返回值（PyObject类型返回值）
	PyObject* pyReturnValue = PyEval_CallObject(pFunc, args);

	// 解析返回的PyObject类型为C++vector类型
	int size_params = PyTuple_Size(pyReturnValue);
	for (int i = 0; i < size_params; i++)
	{
		PyObject* list_value = PyTuple_GetItem(pyReturnValue, i);
		int size_list = PyList_Size(list_value);
		vector<int> result;
		for (int j = 0; j < size_list; j++)
		{
			int res = 0;
			PyArg_Parse(PyList_GetItem(list_value, j), "i", &res);
			result.push_back(res);
		}
		for (int j = 0; j < result.size(); j++)
		{
			cout << result[j] << ",";
		}
		cout << endl;
	}
	return 0;
}