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8.4.2  使用Boost.Python扩展和嵌入Python

通过Boost.Python可以在Python内使用C++类和函数。和SWIG一样Boost.Python简化了编写Python扩展的代码，而不用使用Python/C

API。但与SWIG不同，Boost.Python是一个类库，无需再使用接口文件。

1．初始化和方法列表

在Boost.Python中可以通过使用BOOST_PYTHON_MODULE来命名模块名。在BOOST_PYTHON_MODULE中则可以使用def来实现使用Python/C

API定义的方法列表。以下是一个简单的例子。

void show() // 声明show函数

{

cout << 'Boost.Python';

}

BOOST_PYTHON_MODULE(example) // 使用BOOST_PYTHON_MODULE命名模块名为“example”

{

def('show',show); // 相当于定义方法列表

}

2．导出类

通过Boost.Python可以将在C++中定义的类及其方法、属性等导入Python中。以下程序在C++中定义一个Message类，然后通过BOOST_PYTHON_MODULE将其导入Python中。

#include

#include

#include

using namespace boost::python;

#pragma comment(lib, 'boost_python.lib')

class Message

{

public:

std::string msg;

Message(std::string m)

{

msg = m;

}

void set(std::string m)

{

msg = m;

}

std::string get()

{

return msg;

}

};

BOOST_PYTHON_MODULE(Message)

{

class_('Message', init())

.def('set', &Message::set)

.def('get', &Message::get)

;

}

以下代码在Python中使用编译好的Message模块。

>>> import Message

>>> c = Message.Message('hi')

>>> c.get()

'hi'

>>> c.set('Boost.Python')

>>> c.get()

'Boost.Python'

3．类的成员属性

在C++中类的成员可以使用关键字声明为不同的属性。而在Python中则依靠类属性的命名方式。使用Boost.Python可以将其C++中类成员的属性传递给Python。如下所示代码使用Boost.Python来处理类成员的属性。将BOOST_PYTHON_MODULE中的代码改为如下所示。

BOOST_PYTHON_MODULE(Message)

{

class_('Message', init())

.def('set', &Message::set)

.def('get', &Message::get)

.def_readwrite('msg', &Message::msg);

;

}

此处将Message类中的成员msg设置为可读写，还可以使用“.def_readonly”将其设置为只读属性。对于类中的私有成员还可以使用“.add_property”将其操作函数设置为Python类中的属性。如下代码使用“.add_property”对私有成员进行操作。

BOOST_PYTHON_MODULE(Message)

{

class_('Message',init())

.add_property('msg',&Message::get,&Message::set);

}

以下代码在Python中使用编译好的Message模块。

>>> import Message

>>> s = Message.Message('hi')

>>> s.msg

'hi'

>>> s.msg = 'boot'

>>> s.msg

'boot'

4．类的继承C++中类的继承关系也可以通过Boost.Python反映到Python模块中。以下代码将父类和子类分别导入到Python模块中。

#include

#include

#include

using namespace boost::python;

#pragma comment(lib, 'boost_python.lib')

class Message

{

public:

std::string msg;

Message(std::string m)

{

msg = m;

}

void set(std::string m)

{

msg = m;

}

std::string get()

{

return msg;

}

};

class Msg:public Message

{

public:

int count;

Msg(std::string m):Message(m)

{

}

void setcount(int n)

{

count = n;

}

int getcount()

{

return count;

}

};

BOOST_PYTHON_MODULE(Message)

{

class_('Message',init())

.add_property('msg',&Message::get,&Message::set);

class_

5．运算符重载

在Python中运算符重载实际是类专有方法的重载。在C++中对运算符重载后，通过Boost.Python可以传递给Python。如下代码将Msg类的“+”运算符重载，然后通过“.def(self

+ self)”传递给Python。

class Msg:public Message

{

public:

int count;

Msg(std::string m):Message(m)

{

}

void setcount(int n)

{

count = n;

}

int getcount()

{

return count;

}

int operator+ (Msg x) const

{

int r;

r = count + x.count;

return r;

}

};

BOOST_PYTHON_MODULE(Message)

{

class_('Message',init())

.add_property('msg',&Message::get,&Message::set);

class_

对于其他的运算符重载也可以使用同样的方法，如下所示。

.def(self - self) // 相当于_sub_方法

.def(self * self) // 相当于_mul_方法

.def(self /self) // 相当于_div_方法

.def(self < self); // 相当于_lt_方法

6．使用Boost.Python在C++中嵌入Python在C++中嵌入Python的主要问题是C++与Python之间的数据类型的转换。Boost.Python对Python/C

API进行封装，可以使用类似于Python的方式对数据进行声明、操作等。在Boost.Python中使用Object类封装了Python/C

API中的 PyObject*。Boost.Python定义了与Python中列表、字典等对应的类，如表8-2所示。

表8-2 Boost.Python与Python中部分类的对应关系

Boost.Python

Python

list

列表

dict

字典

tuple

元组

str

字符串

Boost.Python提供了Python中对象的操作方法。如str类具有lower、split、title、upper等方法。而list类则具有append、count、extend等方法。以下代码使用Boost.Python在C++中嵌入Python。