demsheng/QtBoostPythonHelloWorld

c++和python混合编程实例，qtcreator中使用boost.python。

BoostPythonHelloWorld

2021-01-29

• 作者：李长圣
• 邮箱：sheng0619@163.com
• 功能：演示在 qtcreator 中使用 boost.python 库，实现c++ 和 python混合编程。
• 支持 window10 系统

实例介绍

• 第一组 入门

  • ex1_1_cpp2lib 扩展python，qtcreator 中将使用boost.python库的cpp编译成lib,在python中调用该lib 。 进入编译目录 .\build-ex1_1-Desktop_Qt_5_12_9_MSVC2017_64bit-Release\release 打开cmd输入 python test.py,看到输出

     hello,world
    

    说明成功！

  • ex1_2_cppEmbeddingPythonInterpreter 将python作为cpp程序的脚本，实际未使用boost::python。 打开cmd进入 build-ex1_2-Desktop_Qt_5_12_9_MSVC2017_64bit-Release\release, 同时将 script.py 复制到该目录，执行 ex1_2.exe，输出

     #! /usr/bin/env python
     # Copyright Stefan Seefeld 2006. Distributed under the Boost
     # Software License, Version 1.0. (See accompanying
     # file LICENSE_1_0.txt or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
    
     print('Hello World !')
     number = 42
    
     Hello World !
     it is over ....
    

    说明成功！

  • ex1_3_QtEmbeddingPythonInterpreter 与ex2类似，将python作为Qt GUI程序的脚本，实际未使用boost::python。输出

     #! /usr/bin/env python
     # Copyright Stefan Seefeld 2006. Distributed under the Boost
     # Software License, Version 1.0. (See accompanying
     # file LICENSE_1_0.txt or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
    
     print('Hello World !')
     number = 42
    
     Hello World !
     it is over ....
    

    说明运行成功！

  • ex1_4_embedding 使用boost.python嵌入python解释器到c++应用。 输出

     I am called from cpp
     sys.version:  3.9.1 (tags/v3.9.1:1e5d33e, Dec  7 2020, 17:08:21) [MSC v.1927 64 bit (AMD64)]
     In cpp, method 1, five_squared: 25
     In cpp, method 2, five_squared: 25
     catch ZeroDivisionError in cpp
     In python, going to sleep for 10 seconds
     Traceback (most recent call last):
     File "<string>", line 1, in <module>
     ZeroDivisionError: division by zero
    

    说明运行成功！

  • ex1_5_execfile debug模式 exec_file失败，不知道为什么。 输出

     hello.txt
     The five_squeared caculated by python is 25
     3.9.1 (tags/v3.9.1:1e5d33e, Dec  7 2020, 17:08:21) [MSC v.1927 64 bit (AMD64)]
     Python has caculated foo as 2013
    

    说明运行成功！

• 第二组 编写单独的wrapper
  • ex2_1_MultFilesWrapper 为c++源码，单独封装一个wrapper供python调用。进入exe目录，打开cmd，输入 python .\test.py , 输出

     15
     15
    

    说明运行成功！
  • ex2_2_WrapperVector 传递c++的std::vector<A>类型到python。 进入exe目录，打开cmd，输入 python .\test.py , 输出

     2
     6
    

    说明运行成功！
• 第三组 让python处理c++中的对象数据，此时是传递了一个c++对象的指针给python，不需要生成pyd格式的库。传递c++中的对象实例给python，让python处理，之后c++可以使用该处理后的对象实例。
  • ex3_1_cpp_object_to_python_single_file 传递c++中的对象实例到python。输出

     hello, I am Python
     hello from python
    

    说明运行成功！
  • ex3_2_cpp_object_to_python_mult_file 同ex3_1，区别是分离成多个文件。输出

     default constructor
     hello init
     hello from python
     hello, I am Python
    

    说明运行成功！
  • ex3_3_cpp_object_to_python_execfile 传递c++对象实例到python，作相应计算后，返回c++。debug模式 exec_file失败，不知道为什么。输出

     main begin 
     main2 
     main3 
     In Python:
     values in c++ object are now: -1 and -2
    

    说明运行成功！
  • ex3_4_cpp_object_to_python_execfile 传递c++对象实例作为全局变量传入python，作相应计算后，返回c++。输出

     worldObjectPtr->greet(): Hello from Python!
    

    说明运行成功！
  • ex3_5_cpp_object_to_python_execfile_include_h 与ex3_4比，独立出来一个头文件
  • ex3_6_QtEmbeddingPython 与ex3_5比，加入Qt窗口

     worldObjectPtr->greet(): Hello from Python!
    

    说明运行成功！ 这里尤其需要注意！！！
    • 如果要使用动态链接库，应该将动态链接库复制到exe所在目录。注意动态库名为 boost_python39-vc141-mt-x64-1_75.dll 和boost_python39-vc141-mt-x64-1_75.lib 。
    • 如果使用静态库，则不需要。静态库libboost_python39-vc141-mt-x64-1_75.lib

编译运行实例，使用 qtcreator 打开各实例文件夹下的 *.pro 运行。

vs2017 win10 编译boost.python，qt5 (qtcreator) 中使用该库

注意：

1. 均编译为lib静态库
   • boost_python39-vc141-mt-gd-x64-1_75.lib Debug版本
   • boost_python39-vc141-mt-x64-1_75.lib Release版本
2. 编译后的libboost_python39-vc141-mt-gd-x64-1_75.lib，需要去掉lib前缀
   • 可以不改库名，需要在cpp中加入以下宏

      #define BOOST_ALL_NO_LIB
      //告诉boost禁用自动链接。
     

3. qtcreator中使用 boost.python 和 python3.lib 库时，Debug Relesse时要选择编译好的对应的版本

• 下载安装python，版本 python-3.9.1-amd64.exe https://www.python.org/downloads/release/python-391/ 选择 Windows installer (64-bit)

  • 可能需要添加环境变量到PATH

• 编译 boost.python

  1. 下载解压boost，版本 boost_1_75_0.zip https://dl.bintray.com/boostorg/release/1.75.0/source/

  2. 打开 VS 2017的开发人员命令提示符进入解压的目录，F:\MyProgram\QtProject\libs\boost_1_75_0，运行

     bootstrap.bat 
     

     生成 b2.exe
     注意 这里必须使用 VS 2017的开发人员命令提示符，可能对应下面的architecture=x86

  3. 编译

     b2 stage --toolset=msvc-14.1 architecture=x86 address-model=64 --with-python link=static runtime-link=shared threading=multi debug release 
     

     完成后会生成一个F:\MyProgram\QtProject\libs\boost_1_75_0\stage文件夹和其它文件夹。这里只需要stage文件夹，此是我们想要的。在这个文件加下的lib文件夹下生成了**.lib文件。
     注意：编译完 boost.python，生成的静态库名字可能是libboost_python39-vc141-mt-gd-x64-1_75，需要改成boost_python39-vc141-mt-gd-x64-1_75
     注意：如果 runtime-link=static，生成静态库libboost_python39-vc141-mt-sgd-x64-1_75，无法生成hello.dll动态链接库

• qt5 (qtcreator) 中使用该库

  • http://download.qt.io/archive/qt 下载安装Qt，本实例使用的版本 Qt 5.12.9
  • qtcreat中，使用boost.python时
    • inclue为F:\MyProgram\QtProject\libs\boost_1_75_0,其中的boost即为头文件。
    • lib在F:\MyProgram\QtProject\libs\boost_1_75_0\stage\lib
  • 注意： 为了让qtcreator中能找到对应的库，这里需要修改库名，去掉前缀 lib 。
    • libboost_python39-vc141-mt-gd-x64-1_75.lib 改为 boost_python39-vc141-mt-gd-x64-1_75.lib
    • libboost_python39-vc141-mt-x64-1_75.lib 改为 boost_python39-vc141-mt-x64-1_75.lib
      不然将会找不到相应的库，qtcreator提示错误

       LINK : fatal error LNK1181: 无法打开输入文件“F:\MyProgram\QtProject\libs\boost_1_75_0\stage\lib\boost_python39-vc141-mt-x64-1_75.lib”
      

  • qtcreator中使用boost.python，编译错误原因

    • boost.python 和 python3.lib 的 Debug Relesse版本要对应，例如

      • boost_python39-vc141-mt-gd-x64-1_75.lib 为debug版本。
      • boost_python39-vc141-mt-x64-1_75.lib 为release版本。

      Qtcreator中Debug模式编译程序时，*.pro中要使用debug版本库

       win32:LIBS += $$quote(F:\MyProgram\QtProject\libs\boost\vc141-x64\lib\boost_python39-vc141-mt-gd-x64-1_75.lib)
      

      否则可能弹出以下错误，无法打开文件

       LINK : fatal error LNK1104: 无法打开文件“F:\MyProgram\QtProject\libs\boost\vc141-x64\lib\boost_python39-vc141-mt-gd-x64-1_75.lib”
      

• 库名解释 libboost_regex-vc71-mt-sgd-x86-1_34.lib

  • lib On Windows, only ordinary static libraries use the lib prefix
  • vc71 使用的编译器
  • mt multithreading support enabled
  • sgd
    • s runtime-link=static 有该值不能用来生成hello.dll动态链接库
    • g using debug versions of the standard and runtime support libraries. runtime-debugging=on
    • d variant=debug模式，qtcreator中debug模式选用有该标示的库

参考 boost学习笔记（windows+vs2017+boost1.67 64位编译）

环境：windows10+vs2017+boost1_67 64位

boost下载

下载地址：https://dl.bintray.com/boostorg/release/1.67.0/binaries/ 找到boost_1_67_0-msvc-14.1-64.exe并下载

安装

执行boost_1_67_0-msvc-14.1-64.exe，选择安装目录进行安装
注意 安装目录F:\MyProgram\QtProject\libs\boost\boost_1_75_0\lib64-msvc-14.1下有编译好的所有库

编译

进入boost安装目录，执行bootstrap.bat，稍等几分钟，会生成bjam.exe文件。 然后打开vs2017 64位命令行，在开始菜单中的vs2017下。进入boost目录，执行下面命令：

bjam stage --toolset=msvc-14.1 architecture=x86 address-model=64 --without-graph --without-graph_parallel --stagedir="D:\local\boost_1_67_0\bin\vc141-x64" link=static runtime-link=shared runtime-link=static threading=multi debug release  

等待很长的时间之后。

配置vs

• 右键项目 》属性 》C/C++ 》Addtional Include Directories 》添加boost目录
• 右键项目 》属性 》Linker 》General 》Addtional Library Directories 》添加boost下编译好的lib目录
• 右键项目 》属性 》Linker 》Input 》Addtional Dependencies 》添加依赖的库名称