C#与Python交互方式

前言：

　在平时工作中，需求有多种实现方式；根据不同的需求可以采用不同的编程语言来实现。发挥各种语言的强项

　如：Python的强项是：数据分析、人工智能等

　　　.NET 开发桌面程序界面比Python更简单、方便、美观

　那么就存在各种语言间交互，本篇主要介绍几种C# 与 Python的交互方式。

一、IronPython

　1、IronPython是什么？　　

IronPython是Python编程语言的开源实现，该语言与.NET Framework紧密集成。IronPython可以使用.NET Framework和Python库，而其他.NET语言也可以轻松使用Python代码。

　2、IrconPython如何使用

　　a) 添加包引用：

Install-Package IronPython -Version 2.7.11

　　b) 执行简单python脚本：　　　

//创建执行引擎
ScriptEngine engine = Python.CreateEngine();
ScriptScope scope = engine.CreateScope();
string script = "'Hello %d' %number";
//设置参数列表
scope.SetVariable("number", 123);
ScriptSource sourceCode = engine.CreateScriptSourceFromString(script);
var result = sourceCode.Execute<object>(scope);

　　c) 执行python文件方法：

　　　添加如下简单Python文件：demo.py

#文件目录 demo.py
import time

def welcome(name):
    return "hello " + name

def Add(a, b):
    return a + b

def showMsg(name,birthday):
    return "姓名：" + name + "，生日：" + birthday

　　　执行方法：

string path = @"demo.py";
ScriptRuntime pyRuntime = Python.CreateRuntime(); //创建一下运行环境
dynamic obj = pyRuntime.UseFile(path);
//调用python中Add函数
object sum = obj.Add(1, 54);

　　d) 执行python文件方法(依赖三方库)：

from scipy import linalg
import numpy as np
import json

def calcnum(jsonInput):
    A = np.array([[1, 1, 7], [2, 3, 5], [4, 2, 6]])  # A代表系数矩阵
    b = np.array([2, 3, 4])  # b代表常数列
    x = linalg.solve(A, b)
    # json字符串转对象
    info = json.loads(jsonInput)
    print(info['a'])
    # 对象转json字符串
    output = json.dumps(info)
    print(output)
    print(x) 

　　　　执行结果：　　　　

　　　　

　　IronPython虽然能够交互Python，但支持的库不多，当py文件依赖三方库，则会调用失败；且IronPython对Python3尚未完全支持，下面就开始在C#在Python有第三方库的情况下交互Python。　　

二、Python打包exe调用

　把Python打包成exe，C#再通过cmd进行交互。就可以解决第三方库的问题；

　修改Python文件（calc.py）：依赖了scipy库

from scipy import linalg
import numpy as np
import json

def calcnum(jsonInput):
    A = np.array([[1, 1, 7], [2, 3, 5], [4, 2, 6]])  # A代表系数矩阵
    b = np.array([2, 3, 4])  # b代表常数列
    x = linalg.solve(A, b)
    # json字符串转对象
    info = json.loads(jsonInput)
    print(info['a'])
    # 对象转json字符串
    output = json.dumps(info)
    print(output)
    print(x)

if __name__ == '__main__':
    inputString = sys.argv[1]
    calcnum(inputString)

　Pyinstaller：

PyInstaller 是一个程序，将（包）Python 程序打包到独立的可执行文件中，在 Windows、Linux、Mac OS X、FreeBSD、Solaris 和 AIX 下。与类似工具不同，它的主要优点是 PyInstaller 可以与 Python 2.7 和 3.3_3.5 配合使用，它通过透明压缩构建更小的可执行文件，它是完全多平台的，并使用操作系统支持来加载动态库，从而确保完整兼容性。
PyInstaller 的主要目标是与开箱即用的第三方软件包兼容。这意味着，使用 PyInstaller 时，所有使外部包正常工作所需的技巧都已集成到 PyInstaller 本身中，因此无需用户干预。您永远不需要在 wiki 中查找技巧，并将自定义修改应用于文件或设置脚本。例如，像PyQt、Django或matplotlib这样的库完全支持，而无需手动处理插件或外部数据文件。 

　　安装：

　　在Cmd命令行中运行：需提前安装pip（python3.4以后默认包含）

pip install pyinstaller

　　打包：　　　

//命令格式
pyinstaller 选项 Python 源文件

　　　选项参数支持以下内容：　　　　

参数	描述
-H, -help	查看帮助文档
-F，-onefile	产生单个的可执行文件
-D，--onedir	产生一个目录（包含多个文件）作为可执行程序
-a，--ascii	不包含 Unicode 字符集支持
-d，--debug	产生 debug 版本的可执行文件
-w，--windowed，--noconsolc	指定程序运行时不显示命令行窗口（仅对 Windows 有效）
-c，--nowindowed，--console	指定使用命令行窗口运行程序（仅对 Windows 有效）
-o DIR，--out=DIR	指定 spec 文件的生成目录。如果没有指定，则默认使用当前目录来生成 spec 文件
-p DIR，--path=DIR	设置 Python 导入模块的路径（和设置 PYTHONPATH 环境变量的作用相似）。也可使用路径分隔符（Windows 使用分号，Linux 使用冒号）来分隔多个路径
-n NAME，--name=NAME	指定项目（产生的 spec）名字。如果省略该选项，那么第一个脚本的主文件名将作为 spec 的名字

　　　最后在命令行中执行命令：

　　　　pyinstaller -F calc.py

　　　打包完成后，生成calc.exe文件：

　　　

　　调用：

private string Calc(string inputString)
{
    // 调用python脚本
    Process p = new Process();
    p.StartInfo.FileName = "calc.exe";
    p.StartInfo.UseShellExecute = false;
    p.StartInfo.RedirectStandardOutput = true;
    p.StartInfo.RedirectStandardInput = true;
    p.StartInfo.CreateNoWindow = true;
    // 注意，这前面得有一个空格，不然就连在一起了
    p.StartInfo.Arguments = " " + inputString;
    p.Start();
    string output = p.StandardOutput.ReadToEnd();
    p.WaitForExit();
    p.Close();
　　return output;
}

　到此该方法已能成功调用Python结果　

三、Python提供WebApi接口（推荐）

　使用Python中flask库实现一个简单的webapi服务：

from flask import Flask, request
import Math
app = Flask(__name__)

@app.route("/")
def welcome():
    return "Hello World!"

@app.route("/calc")
def calc():
    strinput = request.args.get("jsonInput")
    return Math.calcnum(strinput)

if __name__ == "__main__":
    app.run()

　最后在C#中调用webapi：得到python结果

　　

总结：

　通过以上内容知道各种语言平台想交互，虽然有多种方式实现；但是最为推荐还是提供Webapi接口方式。