代码收藏家技术教程 2024-09-26

使用Qt框架实现C++调用Python脚本的方法详解

Debug版本

QtCreator、Vs 配置python出现的问题可参考这两位位老哥的贴子

VS：

http://t.csdnimg.cn/BoIyXhttp://t.csdnimg.cn/BoIyX

QtCreator：

http://t.csdnimg.cn/rwqpthttp://t.csdnimg.cn/rwqpt

一看他们就是没少踩坑的，里面出现的所有bug我都遇到过了，很感谢他们！

首先针对debug版本的环境问题，如果你的电脑已经配置了anaconda或者pycharm环境或者环境变量，此时想在项目中安装单独的py版本，参照网上链接后，可能会出现环境变量始终无法改的问题，想要调试到debug，环境变量得设置为你安装的py版本位置，解决不了就只能卸载conda然后重新安装单独的py。

现在默认你的环境变量已经设置好，开始初始化：

#ifdef QT_DEBUG
			Py_SetPythonHome(L"C:/Users/DELL/Desktop/Qt_Projects/CC_system/Template/env/pyforcpp");
			Py_Initialize();
			if (!Py_IsInitialized()) 
			{
				qDebug() << "无法初始化python解释器.";
				return false;
			}
			QString pythonPathAppend = "sys.path.append('" + QDir::currentPath() + "/lib/py_code" + "')";
			PyRun_SimpleString("import sys");
			PyRun_SimpleString(pythonPathAppend.toLocal8Bit().data());
			PyRun_SimpleString("sys.path.append('C:/Users/DELL/Desktop/Qt_Projects/CC_system/Template/env/pyforcpp/Lib/site-packages')");
#endif

Py_SetPythonHome：设置debug运行环境路径，为你项目中的py安装环境即可,我把py安装在项目根目录中的env/pyforcpp中（项目名：Template，环境：python38，官网下载即可）：

Py_SetPythonHome(L"C:/Users/DELL/Desktop/Qt_Projects/CC_system/Template/env/pyforcpp");

Py_Initialize()：c++中python配置的初始化，不能通过会报错；

Py_Initialize();

设置py脚本所在的位置

QString pythonPathAppend = "sys.path.append('" + QDir::currentPath() + "/lib/py_code" + "')";
PyRun_SimpleString("import sys");
PyRun_SimpleString(pythonPathAppend.toLocal8Bit().data());

设置三方库所在的位置

PyRun_SimpleString("sys.path.append('C:/Users/DELL/Desktop/Qt_Projects/CC_system/Template/env/pyforcpp/Lib/site-packages')");

Release版本

和debug版本差不多，关键就在打包问题。Py_SetPythonHome设置你打包版本的环境，这个非常重要！！

#ifndef QT_DEBUG
			Py_SetPythonHome((wchar_t*)(L"./python_env"));

			Py_Initialize();
			if (!Py_IsInitialized())
			{
				qDebug() << "py初始化失败！";
			}

			PyRun_SimpleString("import sys");
			PyRun_SimpleString("sys.path.append(\"./\")");//这一步很重要，修改Python路径
#endif

qt打包

首先不管是qt还是vs，找到release之后生成exe文件，先用windeployqt，把目标exe程序的qt库打包下来，假设目标文件夹为Template_Release;

python 脚本打包

建议使用pyinstaller(使用方法自己百度)，会生成build和dist文件：

butter_c是我py脚本的名字，你只用含有找到很多.pyd和.dll目录即可，不同版本的pyinstaller生成的文件可能不同，将其下所有内容拷贝置Template_Release目录下（必须和qt生成目标exe在同一目录级），此时Template_Release目录下就有qt+py打包的文件；

python 环境打包

在Template_Release目录下创建文件python_env，将env/pyforcpp中的如下文件拷贝至python_env中，因为代码里设置了Py_SetPythonHome((wchar_t*)(L"./python_env"));

其他需要注意的

在Template_Release目录中还需要将你写好的所有py脚本放置进去

运行exe，如果还缺啥dll就往里面补啥，至此，Template_Release下的exe可以在未安装python环境的电脑运行。

完整代码

在c++中调用py脚本，自己创建了一个单例工厂，有需要就copy，将指针传到你的项目中即可

#pragma once
#include <Python.h>
#include <QDebug>
class Python_Interpreter {
public:
	static Python_Interpreter& getInstance()
	{
		static Python_Interpreter instance;
		return instance;
	}

	bool initialize()
	{
		if (!Py_IsInitialized()) 
		{
			//debug
#ifdef QT_DEBUG
			Py_SetPythonHome(L"C:/Users/DELL/Desktop/Qt_Projects/CC_system/Template/env/pyforcpp");
			Py_Initialize();
			if (!Py_IsInitialized()) 
			{
				qDebug() << "无法初始化python解释器.";
				return false;
			}
			QString pythonPathAppend = "sys.path.append('" + QDir::currentPath() + "/lib/py_code" + "')";
			PyRun_SimpleString("import sys");
			PyRun_SimpleString(pythonPathAppend.toLocal8Bit().data());
			PyRun_SimpleString("sys.path.append('C:/Users/DELL/Desktop/Qt_Projects/CC_system/Template/env/pyforcpp/Lib/site-packages')");
#endif
#ifndef QT_DEBUG
			// 设置 Python 环境Template
			Py_SetPythonHome((wchar_t*)(L"./python_env"));

			Py_Initialize();
			if (!Py_IsInitialized())
			{
				qDebug() << "py初始化失败！";
			}

			PyRun_SimpleString("import sys");
			PyRun_SimpleString("sys.path.append(\"./\")");//这一步很重要，修改Python路径
#endif
		}
		return true;
	}

	void finalize()
	{
		if (Py_IsInitialized()) 
		{
			qDebug() << "无法正常终止python.";
			Py_Finalize();
		}
	}

	PyObject* importModule(const QString& moduleName)
	{
		return PyImport_ImportModule(moduleName.toStdString().c_str());

	}

	PyObject* getFunction(PyObject* module, const QString& functionName)
	{
		return PyObject_GetAttrString(module, functionName.toStdString().c_str());
	}

	//以下是自定义模块

	// 将Python列表转换为QVector<double>的辅助函数
	QVector<double> PyListToQVector(PyObject* pList);

	// 将QVector<double>转换为Python列表的辅助函数
	PyObject* PyList_FromVector(const QVector<double>& vector);

	//巴特沃斯滤波器
	QVector<double> butter(QVector<double>input, QString filter, int N, double col_fre, double Wn1=0.0, double Wn2 = 0.0);

	//自相关，互相关的误码率计算
	double getErrorRate(QVector<double>input1, QVector<double>input2, int L, int fos);


private:
	Python_Interpreter() {}
	Python_Interpreter(const Python_Interpreter&) = delete;
	Python_Interpreter& operator=(const Python_Interpreter&) = delete;
};

程序中的自定义模块在对应cpp中实现即可，这边就展示一个py的有参调用

#include "Python_Interpreter.h"

double Python_Interpreter::getErrorRate(QVector<double>input1, QVector<double>input2, int L, int fos)
{
	double error = -1.0;
	if (!getInstance().initialize())
	{
		PyErr_Print();
		return error;
	}

	PyObject* pModule = getInstance().importModule("correlate_c");
	if (!pModule)
	{
		qDebug() << "无法加载 Python 模块。";

		PyErr_Print();
		return error;
	}

	PyObject* pFunc = getInstance().getFunction(pModule, "main_function");
	if (!pFunc || !PyCallable_Check(pFunc))
	{
		qDebug() << "无法获取 Python 函数。";
		Py_DECREF(pModule);

		PyErr_Print();
		return error;
	}

	// 在这里正确定义和初始化 pArgs 和 pResult
	PyObject* pArgs = PyTuple_New(4);
	PyTuple_SetItem(pArgs, 0, PyList_FromVector(input1)); // 将QVector转换为PyObject（Python列表）
	PyTuple_SetItem(pArgs, 1, PyList_FromVector(input2)); // 将QVector转换为PyObject（Python列表）
	PyTuple_SetItem(pArgs, 2, Py_BuildValue("i", L));//码元数目
	PyTuple_SetItem(pArgs, 3, Py_BuildValue("i", fos));//采样率


	PyObject* pResult = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
	if (!pResult) {
		qDebug() << "无法调用python代码中的函数.";
		Py_DECREF(pArgs);
		Py_DECREF(pFunc);
		Py_DECREF(pModule);

		PyErr_Print();
		return error;
	}

	double output = PyFloat_AsDouble(pResult); // 直接解析返回值为double
	
	Py_DECREF(pArgs);
	Py_DECREF(pResult);
	Py_DECREF(pFunc);
	Py_DECREF(pModule);

	return output;

}