如何在 C++ 中调用 python 解析器来执行 python 代码（一）？

实现 Python UDF 中的一步就是学习如何在 C++ 语言中调用 python 解析器。本文根据 Python 官方文档做了一次实验，记录如下：

1. 安装依赖包

$sudo yum install python3-devel.x86_64

2. 使用 python-config 来生成编译选项

$python3.6-config --cflags --ldflags
-I/usr/include/python3.6m -I/usr/include/python3.6m  -Wno-unused-result -Wsign-compare -O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4 -grecord-gcc-switches   -m64 -mtune=generic -D_GNU_SOURCE -fPIC -fwrapv   -DNDEBUG -O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4 -grecord-gcc-switches   -m64 -mtune=generic -D_GNU_SOURCE -fPIC -fwrapv-L/usr/lib64 -lpython3.6m -lpthread -ldl  -lutil -lm  -Xlinker -export-dynamic

3. 编写 Makefile

将第二步生成的编译、链接选项填到 Makefile 中，得到 Makefile 如下：

all:g++ -I/usr/include/python3.6m -I/usr/include/python3.6m  -Wno-unused-result -Wsign-compare -O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4 -grecord-gcc-switches -m64 -mtune=generic -D_GNU_SOURCE -fPIC -fwrapv   -DNDEBUG -O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4 -grecord-gcc-switches -m64 -mtune=generic -D_GNU_SOURCE -fPIC -fwrapv  -L/usr/lib64 -lpython3.6m -lpthread -ldl  -lutil -lm  -Xlinker -export-dynamic main.cpp

4. 编写 main.cpp

#define PY_SSIZE_T_CLEAN
#include <Python.h>int
main(int argc, char *argv[])
{wchar_t *program = Py_DecodeLocale(argv[0], NULL);if (program == NULL) {fprintf(stderr, "Fatal error: cannot decode argv[0]\n");exit(1);}Py_SetProgramName(program);  /* optional but recommended */Py_Initialize();PyRun_SimpleString("from time import time,ctime\n""print('Today is', ctime(time()))\n");if (Py_FinalizeEx() < 0) {exit(120);}PyMem_RawFree(program);return 0;
}

5. 编译

$make
g++ -I/usr/include/python3.6m -I/usr/include/python3.6m  -Wno-unused-result -Wsign-compare -O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4 -grecord-gcc-switches -m64 -mtune=generic -D_GNU_SOURCE -fPIC -fwrapv   -DNDEBUG -O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4 -grecord-gcc-switches -m64 -mtune=generic -D_GNU_SOURCE -fPIC -fwrapv  -L/usr/lib64 -lpython3.6m -lpthread -ldl  -lutil -lm  -Xlinker -export-dynamic main.cpp

6. 执行

$./a.out
Today is Wed Mar  1 14:23:13 2023

后继章节预告

1. 如何在脚本片段中使用第三方库
2. 如何传参到 Python 脚本
3. 如何处理 Python 脚本的返回值
4. 并发调用 Python 解析器
5. 效率讨论

参考文献

Embedding python in C++：https://docs.python.org/3/extending/embedding.html