C++混合编程之idlcpp教程Python篇(2)

在上一篇 C++混合编程之idlcpp教程(一) 中介绍了 idlcpp 工具的使用。现在对 idlcpp 所带的示例教程进行讲解，这里针对的 Python 语言的例子。首先看第一个示例程序 PythonTutorial0。像很多语言的第一个例子一样，是一个打印 Hello world 的程序。用Visual Studio 2015打开解决方案文件 tutorials\PythonTutorials\PythonTutorials.sln。其下已经有多个工程文件：

在工程PythonTutorial0中，已经加入了三个文件：PythonTutorial0.cpp, Tutorial0.i, tutorial0.py。首先看Tutorial0.i内容如下：

//tutorial

###include <stdio.h>

namespace tutorial
{
    struct Test
    {
        static void Run();
    };
    #{
    inline void Test::Run()
    {
        printf("Hello World!");
    }
    #}
}

和C++代码较为相似。编译Tutorial0.i，将会生成Tutorial0.h，Tutorial0.mh，Tutorial0.ic，Tutorial0.mc四个文件。其中Tutorial0.h内容如下：

//DO NOT EDIT THIS FILE, it is generated by idlcpp
//http://www.idlcpp.org

#pragma once

#include <stdio.h>

#line 5 "D:/GitHub/idlcpp/tutorials/Common/Tutorial0.i"
namespace tutorial

#line 6 "D:/GitHub/idlcpp/tutorials/Common/Tutorial0.i"
{

#line 7 "D:/GitHub/idlcpp/tutorials/Common/Tutorial0.i"
    struct Test

#line 8 "D:/GitHub/idlcpp/tutorials/Common/Tutorial0.i"
    {
    public:

#line 9 "D:/GitHub/idlcpp/tutorials/Common/Tutorial0.i"
        static void Run();

#line 10 "D:/GitHub/idlcpp/tutorials/Common/Tutorial0.i"
    };

    inline void Test::Run()
    {
        printf("Hello World!");
    }

#line 17 "D:/GitHub/idlcpp/tutorials/Common/Tutorial0.i"
}

因为在编译.i文件时指定了-ld选项，所以生成的.h文件中其中有许多#line指令，这是为下一步C++编译时能够定位错误到.i中的位置，而不是定位到.h上。修改编译选项，去掉-ld选项，重新编译，得到的结果如下：

//DO NOT EDIT THIS FILE, it is generated by idlcpp
//http://www.idlcpp.org

#pragma once

#include <stdio.h>

namespace tutorial
{
    struct Test
    {
    public:

        static void Run();
    };

    inline void Test::Run()
    {
        printf("Hello World!");
    }

}

这样看起来比较清爽了，请和上面的Tutorial0.i内容对照一下，基本上内容差不多。下面详细解释一下，首先是第一行

//tutorial

这是注释，idlcpp和C++一样用//表示单行注释，用/**/表示一块注释。

###include <stdio.h>

idlcpp只分析接口的声明，而C++头文件中一般还会出现其他的内容。此处idlcpp提供了将.i文件中的部分内容直接复制到.h的方法，一共有三种

1. ##，表示将后续的一整行复制到.h的相应位置上，类似C++中的//注释一行。
2. #{ 和 #}，将在这两个符号之间的内容复制到.h的相应位置上，类似C++中的/*和*/注释一大块。
3. #，表示将后续的一个标识符或整数复制到相应的位置。

这一行表示将#include <stdio.h>复制到.h中，下面的printf要用到这个头文件。

namespace tutorial 以及对应的{}。

namespace 和C++中的概念是一样的，会原样输出到.h中。

struct Test 以及对应的{}; 。

这个也和C++中概念类似，会原样输出到.h中。

下面.h文件中多了一行

public:

在idlcpp中声明的数据成员以及成员函数都被认为是public的，所以此处无脑加了这一行。

static void Run();

这一行两边也是一样的，声明一个静态成员函数。

#{

inline void Test::Run()

{

printf("Hello World!");

}

#}

如上所述，idlcpp将#{和#}之间的内容复制到.h中。因为idlcpp只处理函数声明，不能处理其实现代码，所以无法向C++一样将其实现代码放在类的声明中，只能写在外面。此处为了少写一个.cpp文件，就用内联函数的方式写在头文件中。

文件Tutorial0.ic中没有实质性的内容。

文件Tutorial0.mh和Tutorial0.mc用于构建对应的元数据信息，具体内容牵涉太多，暂时不做解释。

再来看一下PythonTutorial0.cpp的内容

#include <tchar.h>
#include <windows.h>
#include "Python.h"
#include "../../../paf/src/pafpython/PythonWrapper.h"
#include "../../Common/Tutorial0.h"
#include "../../Common/Tutorial0.mh"
#include "../../Common/Tutorial0.ic"
#include "../../Common/Tutorial0.mc"

#if defined(_DEBUG)
#pragma comment(lib,"pafcore_d.lib")
#pragma comment(lib,"pafpython_d.lib")
#else
#pragma comment(lib,"pafcore.lib")
#pragma comment(lib,"pafpython.lib")
#endif

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    const char* path = "tutorial0";

    PyImport_AppendInittab("pafpython", &PyInit_PafPython);

    Py_Initialize();
    PyObject* pName = PyUnicode_FromString(path);
    PyObject* pModule = PyImport_Import(pName);
    Py_DECREF(pName);
    if(pModule != NULL)
    {
        Py_DECREF(pModule);
    }
    else
    {
        PyErr_Print();
        fprintf(stderr, "Failed to load \"%s\"\n", path);
    }
    Py_Finalize();
     return ;
}

#include "Python.h"

这一行引入Python头文件

#include "../../../paf/src/pafpython/PythonWrapper.h"

这一行引入Python插件头文件

#include "../../Common/Tutorial0.h"

#include "../../Common/Tutorial0.mh"

#include "../../Common/Tutorial0.ic"

#include "../../Common/Tutorial0.mc"

这几行将由Tutorial0.i编译的结果包含进来，这样编译后就会将对应的元数据信息注册到系统中，从而能够让脚步语言访问到。

main()函数中是一个运行一个Python脚步的基本过程。其中

PyImport_AppendInittab("pafpython", &PyInit_PafPython);

这一行在Python中加载插件。

最后看一下tutorial0.py文件的内容

import pafpython;
paf = pafpython.paf;

paf.tutorial.Test.Run();

最后这句代码表示调用C++中的::tutorial::Test::Run();

所有由idlcpp生成的数据类型都是在paf名字下，可以理解为Python中的名字pafpython.paf等价于C++中的全局名字空间。在C++中，Run函数的全名可以认为是::tutorial::Test::Run，在lua中即为pafpython.paf.tutorial.Test.Run。 编译链接后，执行结果如下图：

可以看到Python正确调用了C++中的函数。