在 Linux 程序中嵌入 Python

Question

我目前正在尝试将 Python 嵌入到我的 C++ 应用程序中，以便为用户提供高级脚本编写可能性。 到目前为止，我的程序在 Windows 上运行良好（它完全可以运行），现在我正在尝试在 GNU/Linux（目前是 Debian 7）上做同样的事情，但这给我带来的麻烦比我预期的要多得多。 首先，我下载 python.tar.gz 并使用 enable-shared 选项从源代码编译它以获得 fPIC 选项：
./configure --enable-shared --prefix=/opt/python
制作 && 制作 altinstall
然后，感谢 pip：python3.4 -m pip install numpy，我安装了 numpy。简单的。

最后，我将安装复制到另一个位置（是的，它应该部署在任何地方），准确地说是在我的主目录中，并将其命名为 python_install。这个副本似乎让我很痛苦。

在代码方面，我调用了运行良好的 Py_Initialize。这是我到目前为止所做的：

#include "Python.h"

#define NPY_NO_DEPRECATED_API NPY_1_7_API_VERSION
#include "numpy/arrayobject.h"

#include <iostream>

int InitNumpy()
{
    import_array();
}

int main()
{
    std::string python_home = "/home/xxxx/dev/test-python/python_install";
    setenv("PYTHONHOME", python_home.c_str(),1 );

    Py_Initialize();

    std::cout << "Importing Numpy... ";
    int cr = InitNumpy();
    std::cout << cr << std::endl;

    return 0;
}

ImportError: numpy.core.multiarray 导入失败
我认为错误很明显，Python 找不到任何库，包括 numpy。但是我已经尝试了从设置 PYTHONPATH 到使用 -Wl,-rpath 来设置其他目录的所有方法......甚至 PySys_SetPath......在 Windows 上工作的东西在 Linux 上失败了。 欢迎任何想法！谢谢。

编辑：这是我使用的makefile（已更正）：

CC=g++
CFLAGS= -Ipython_install/include/python3.4m -Ipython_install/lib/python3.4/site-packages/numpy/core/include -Wno-unused-result  -DNDEBUG -g -fwrapv -O3 -Wall
#Wrong
#LDFLAGS= -Lpython_install/lib/python3.4/config-3.4m -lpython3.4m -lpthread -ldl  -lutil -lm  -Xlinker -export-dynamic -Wl,-rpath,\$${ORIGIN}/python_install/lib
#Right
LDFLAGS= -Lpython_install/lib/ -lpython3.4m -lpthread -ldl  -lutil -lm  -Xlinker -export-dynamic -Wl,-rpath,\$${ORIGIN}/python_install/lib
EXEC=test-python

all: $(EXEC)

test-python: test-python.o
    $(CC) -o $@ $^ $(LDFLAGS)

%.o: %.cpp
    $(CC) -o $@ -c $< $(CFLAGS)

.PHONY: clean mrproper

clean:
    rm -rf *.o

mrproper: clean
    rm -rf $(EXEC)

选项直接来自 python3.4m-config 可执行文件...

Answer 1

简短的回答是：不要在 Python 上进行静态链接。所有 Python 模块都动态地链接到 libpython3.4.so，因此 C++ 程序也必须这样做。 总结一下 Python 嵌入：

1. 在 Python 上动态链接（参见更正的 Makefile）。使用 rpath 定位 python .so。
2. 在 C++ 代码中，将 PYTHONHOME 环境变量设置为 Python 安装或使用 Py_SetPythonHome() 函数。
3. 致电Py_Initialize();

4. 如果要导入自定义模块，请将模块路径添加到 Python 路径。

   PyObject *sys = PyImport_ImportModule("sys");
   PyObject *path = PyObject_GetAttrString(sys, "path");
   PyList_Append(path, PyUnicode_FromString(sys_path.toUtf8().data()));
   

Answer 2

您说“python 找不到任何库”，您是否尝试过启动 python 并导入它们？如果直接在 python 中导入有问题，您将不得不重新检查 PYTHOPATH 是否正确，或者您安装的文件可能没有安装权限设置才能执行。 （我已经发生过两次了）。

另外，您是否查看了manual 中有关在类 unix 系统上编译的提示？

找到正确的标志传递给你的并不一定是微不足道的 编译器（和链接器），以便将 Python 解释器嵌入 您的应用程序，特别是因为 Python 需要加载库 实现为链接的 C 动态扩展（.so 文件）的模块 它。

要找出所需的编译器和链接器标志，您可以执行 生成的 pythonX.Y-config 脚本 安装过程（也可以使用python3-config脚本）

你如何编译你的代码？

编辑

我已尽力重现您的错误，但无法在我的机器上重现。我得到的最远的是我认为你对错误的分析是错误的。

我认为错误很明显，Python 找不到任何库 包括 numpy。

import_array() 背后的原因是检查是否有 numpy 以及您拥有的 numpy 版本是否与已安装的 python 版本匹配。在源代码中它被定义为一个宏（即对于 py2 的 np）：

#if PY_VERSION_HEX >= 0x03000000
#define NUMPY_IMPORT_ARRAY_RETVAL NULL
#else
#define NUMPY_IMPORT_ARRAY_RETVAL
#endif

#define import_array() {if (_import_array() < 0) {PyErr_Print();
PyErr_SetString(PyExc_ImportError, "numpy.core.multiarray failed to
import"); return NUMPY_IMPORT_ARRAY_RETVAL; } }

由于这是您看到的错误，我有理由怀疑您的 pip 为您的 python 版本安装了“错误”的 numpy。但是再次基于您的makefile，您的python3.4文件夹中有一个numpy，如果没有，它会抛出错误No such file or directory。此外，您说您甚至不得不使用LD_LIBRARY_PATH（不推荐顺便说一句）用 numpy 启动 python，这只是意味着当前为您定义的任何路径都没有正确指向 numpy python，包括您在已编译的 python 中的site-packages 文件夹（默认情况下会搜索）。

我怀疑您默认安装了一个预先存在的 python，并且您的系统范围的环境路径设置为它。但考虑到你在 python3 文件夹 AND 你 setenv PYTHONHOME 中明确链接 numpy，这是一个非常奇怪的声明。

很抱歉，我无法提供更多帮助，但如果不从头开始实际构建 python（目前也不在 debian 上），我无法重现该问题。祝你好运，让我知道吗？