Qt 调用Python引擎混合编程

0、前言

使用Qt和Python做混合编程，充分发挥Qt GUI的图形化框架优势和Python数据处理的计算能力。复杂的计算可用到Python众多三方库，将Python需要执行的功能写成py文件，做成插件的形式，被Qt c++调用，修改py文件即可实现一套GUI框架多种内核算法的效果。本文使用Qt调用Python三方库做多高维数据MDS降维计算。

1、运行环境

以下测试在windows10主机测试成功。需要注意Qt的位数需要和Python的位数一致。

Qt 5.12.0 32bit，MinGW-32bit编译器。
Python 3.7.3 32bit

2、Python CAPI的使用文档

Python/C API Reference Manual — Python 3.10.0 documentation

3、Qt配置环境

将Python安装的文件夹复制以下内容到Qt工程中，此处是复制到release文件夹下，以便Qt生成的可执行程序能够在当前目录下找到Python。libs文件夹下有python3.dll,python37.dll，一起复制到release目录。

项目文件.pro 添加Python依赖头文件和库，指定位置为刚刚复制的文件夹内。

4、Qt调用Python示例

在需要引用Python的文件添加头文件引用，Python的slots和Qt的slots关键字冲突，所以按以下方式添加引用。

编写初始化插件接口，只用调用一次。项目头文件中添加PyObject* py_module; PyObject* py_dic; PyObject* py_func;这些变量无需用Py_DECREF清理，Python内部自动清理（测试中发现一旦清理，再次运行就崩溃）。

由于需要打包发布应用程序，因此需要指定可执行文件寻找的Python主目录，通过以下代码实现

QString path = QCoreApplication::applicationDirPath() + "/python37_32";
Py_SetPythonHome((wchar_t*)(reinterpret_cast< const wchar_t* >(path.utf16())));

若是多线程调用，则需要使用Python全局锁GIL，参考网上的资源，新建一个PyThreadStateLock类，在任何多线程调用Python的位置，先实例化一个PyThreadStateLock。

编写接口调用Python插件计算，主要用到的CAPI如下所示，使用方法可以参考官方文档说明。

PyList_New
PyList_SetItem
PyList_GetItem
Py_BuildValue
PyTuple_New
PyObject_CallObject
PyObject_Size
PyArg_Parse

被调Python三方库的接口如下：

5、程序打包发布

Qt编译的应用程序按照windeployqt常规方式打包，需要注意的是要将release文件夹下的Python文件夹复制到打包后的目录下，同时复制python3.dll,python37.dll到可执行程序的根目录。