[C++/Python] 如何在C++中使用一个Python类? (Use Python-defined class in C++)

最近在做基于OpenCV的车牌识别, 其中需要用到深度学习的一些代码(Python), 所以一开始的时候开发语言选择了Python(祸患之源).

固然现在Python的速度不算太慢, 但你一定要用Python来操作图像, 实现某些算法的时候, 效率就变得非常重要. 可惜的是, Python在大多数算法实现中, 由于其循环操作实在是太慢, 导致实现的算法效率非常之低.

所以现在我要把深度学习中的一个类(分类器)转换到C++中, 在这个过程之前, 需要做一些test projects, 我主要参照的文章是: C++调用Python(3).

开发环境为 VS2012, WIN7 64.

所有代码都在最后放出, 这里先逐步讲解.

首先我们需要导入合适的头文件: Python.h, 它位于你的Python安装目录的include目录下. (2.6, 2.7版本实测通过)

使用VS的话, 可以按如下方法设置一下项目属性:

1. 调试 -> xxx属性(最后一栏) -> VC++目录 -> 右侧库目录
2. 增加C:\Python27\libs, 具体路径个人可能不同.

这样就完成了最基本的配置, 下面我们开始导入.py文件并使用它.

我们使用的.py文件非常简单, 代码如下:

 1 #!/usr/bin/python
 2 # Filename: testpy.py
 3 class Person:
 4     def sayHi(self):
 5         print ‘hi‘
 6 class Second:
 7     def invoke(self,obj):
 8          obj.sayHi()
 9 def sayhi(name):
10     print ‘hi‘,name;

注: 下述所有导入方法在导入失败时不会报错, 只会返回空指针.

第一步是导入.py文件:

1. 使用PyObject* pModule来存储导入的.py文件模块, 调用的方法是PyImport_ImportModule(path):  PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("testpy");
2. 使用PyObject* pDict来存储导入模块中的方法字典, 调用的方法是PyModule_GetDict(module):  PyObject* pDict = PyModule_GetDict(pModule);

这样就完成了.py文件的导入.

第二步是导入已导入模块中的方法或类:

1. 获取方法, 调用的方法是PyDict_GetItemString(dict, methodName): PyObject* pFunHi = PyDict_GetItemString(pDict, "sayhi");
2. 获取类, 调用的方法同上, 注意红体部分的字符串对应于.py文件中的类/方法名:  PyObject* pClassSecond = PyDict_GetItemString(pDict, "Second");

第三步是使用导入的方法或类:

1. 使用方法, 调用PyObject_CallFunction(pFunc, "s", args)即可:  PyObject_CallFunction(pFunHi, "s", "lhb");
2. 使用类构造对象, 调用PyInstance_New(pClass, NULL, NULL)即可:  PyObject* pInstanceSecond = PyInstance_New(pClassSecond, NULL, NULL); , 注意其中的pClassSecond为第二步.2中获取的类指针
3. 使用类对象的方法, 调用PyObject_CallMethod(pInstance, methodname, "O", args)即可:  PyObject_CallMethod(pInstanceSecond, "invoke", "O", pInstancePerson);

最后不要忘记销毁这些对象:  Py_DECREF(pointer);

下面是C++的实现代码, 代码来自于我参考的博客, 略有修改.

 1 /*
 2  * test.cpp
 3  *  Created on: 2010-8-12
 4  *      Author: lihaibo
 5  */
 6 #include <C:/Python27/include/Python.h>
 7 #include <iostream>
 8 #include <string>
 9
10 int main(void) {
11     Py_Initialize(); // 启动虚拟机
12     if (!Py_IsInitialized())
13         return -1;
14     // 导入模块
15     PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("testpy");
16     if (!pModule) {
17         printf("Cant open python file!/n");
18         return -1;
19     }
20     // 模块的字典列表
21     PyObject* pDict = PyModule_GetDict(pModule);
22     if (!pDict) {
23         printf("Cant find dictionary./n");
24         return -1;
25     }
26     // 演示函数调用
27     PyObject* pFunHi = PyDict_GetItemString(pDict, "sayhi");
28     PyObject_CallFunction(pFunHi, "s", "lhb");
29     Py_DECREF(pFunHi);
30     // 演示构造一个Python对象，并调用Class的方法
31     // 获取Second类
32     PyObject* pClassSecond = PyDict_GetItemString(pDict, "Second");
33     if (!pClassSecond) {
34         printf("Cant find second class./n");
35         return -1;
36     }
37     //获取Person类
38     PyObject* pClassPerson = PyDict_GetItemString(pDict, "Person");
39     if (!pClassPerson) {
40         printf("Cant find person class./n");
41         return -1;
42     }
43     //构造Second的实例
44     PyObject* pInstanceSecond = PyInstance_New(pClassSecond, NULL, NULL);
45     if (!pInstanceSecond) {
46         printf("Cant create second instance./n");
47         return -1;
48     }
49     //构造Person的实例
50     PyObject* pInstancePerson = PyInstance_New(pClassPerson, NULL, NULL);
51     if (!pInstancePerson) {
52         printf("Cant find person instance./n");
53         return -1;
54     }
55     //把person实例传入second的invoke方法
56     PyObject_CallMethod(pInstanceSecond, "invoke", "O", pInstancePerson);
57     //释放
58     Py_DECREF(pInstanceSecond);
59     Py_DECREF(pInstancePerson);
60     Py_DECREF(pClassSecond);
61     Py_DECREF(pClassPerson);
62     Py_DECREF(pModule);
63     Py_Finalize(); // 关闭虚拟机
64     return 0;
65 }