Qt C++中調用python,并將軟件打包發布，python含第三方依賴

工作中遇到qt c++調用我的python 代碼，并且想要一鍵打包，這里我根據參考的以及個人實踐的結果來簡單實現一下。

環境：windows系統，QT Creater 4.5， python 3.8（anaconda虛擬環境）

1. 簡單QT調用python程序

1.創建QT工程

中間省略3個步驟圖。創建完成后，如圖。

首先提示各位從python過來的同仁，QT中有時候對項目“重新構建”，項目并不真正的重新構建，如果這樣的話，我們需要在工程文件夾下找到對應的構建后的項目，即比較長的這個（對應的是debug模式下的編譯構建），刪除掉，再點擊重新構建。

2. 配置python 環境

使用QT 調用python需要加載Python.h頭文件，我們在Headers/mainwindow.h里面引入Python.h。但原始配置是找不到Python.h的，所以首先我們需要將安裝好的python路徑配置到QT的配置文件（.pro）中。?

打開(項目名.pro)文件，按照如下格式填寫。這里我將一個python 環境的DLLs,include,Lib,libs和python3.dll, python38.dll 以及vcruntime.dll 復制過來，為該項目單獨做個python環境。

（參考在QT C++中調用 Python并將軟件打包發布（裸機可運行）_互聯網集市）

我是創建一個python_38的python環境，拷貝了miniconda3/envs/cat虛擬環境中的DLLs,include,Lib,libs和python3.dll, python38.dll 以及vcruntime140.dll （這個python環境要能夠支撐后面的python代碼的運行，就是在原來的虛擬環境中，下面的python代碼也可以執行的）

INCLUDEPATH += -I D:\output\envs\python_38\include  # python.h
LIBS += -LD:\output\envs\python_38\libs -lpython38  # python38.lib

其中?INCLUDEPATH 里面配置的是python.h的路徑，LIBS配置的是python38.lib的路徑。（參考Qt調用Python詳細圖文過程記錄_python_腳本之家）

問題1：出現C2059錯誤

解決辦法：在object.h中把slots改成slots1。Python將slots作為變量，而Qt將slots作為關鍵字，所以沖突了，再次編譯該問題就沒有了（參考Qt調用Python詳細圖文過程記錄_python_腳本之家）

問題2?

如果出現找不到python38_d.lib是因為系統默認我們采用的是debug模式編譯的（圖片左下角所示）

我們可以

1在D:\output\envs\python_38\libs 復制python38.lib，粘貼成python38_d.lib

2 將編譯模式修改成release模式。

以下操作在release模式進行

再次編譯，如果不報錯，則表示編譯成功，點擊運行，出現彈窗。

為了方便調試我們的程序是否成功，我們在mainwindow.h中加入QDebug

然后再mainwindow.cpp中編寫如下，運行。（參考C++調用python腳本 - 知乎）

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :QMainWindow(parent),ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);// 初始化python解釋器.C/C++中調用Python之前必須先初始化解釋器Py_Initialize();// 判斷python解析器的是否已經初始化完成if(!Py_IsInitialized())qDebug()<<"[db:] Py_Initialize fail";elseqDebug()<<"[db:] Py_Initialize success";// 執行 python 語句PyRun_SimpleString("print('hello world') ");// 并銷毀自上次調用Py_Initialize()以來創建并為被銷毀的所有子解釋器。Py_Finalize();}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}

代碼能夠解釋執行python語句，并輸出hello world，表示我們配置運行成功。

3. 調用python腳本

把python腳本嵌入近c++語句中，肯定不是我們想要的，我們想要的是QT C++能夠調用執行python腳本的。

我們寫一個簡單的python腳本py_test.py，為了證明調用成功，我們使用python寫一個空文件，內容如下。

def write_file():with open("a.txt", "w") as f:f.write("test")

將其放到py_scripts文件夾下，py_scripts與build-simple_test-Desktop_Qt_5_10_0_MSVC2015_64bit-Release文件夾的相對位置如下所示，即同屬于./qt文件夾下

修改mainwindow.cpp內容，如下

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :QMainWindow(parent),ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);// 初始化python解釋器.C/C++中調用Python之前必須先初始化解釋器Py_Initialize();// 判斷python解析器的是否已經初始化完成if(!Py_IsInitialized())qDebug()<<"[db:] Py_Initialize fail";elseqDebug()<<"[db:] Py_Initialize success";// 執行 python 語句PyRun_SimpleString("print('hello world') ");// 導入sys模塊設置模塊地址，以及python腳本路徑PyRun_SimpleString("import sys");// 該相對路徑是以build...為參考的PyRun_SimpleString("sys.path.append('../py_scripts')");// 加載 python 腳本PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("py_test");  // 腳本名稱，不帶.pyif(!pModule)  // 腳本加載成功與否qDebug()<<"[db:] pModule fail";elseqDebug()<<"[db:] pModule success";// 創建函數指針PyObject* pFunc= PyObject_GetAttrString(pModule,"write_file");  // 方法名稱if(!pFunc || !PyCallable_Check(pFunc))  // 函數是否創建成功qDebug()<<"[db:] pFunc fail";elseqDebug()<<"[db:] pFunc success";// 調用函數PyObject_CallObject(pFunc, NULL);   // 無參調用// 并銷毀自上次調用Py_Initialize()以來創建并為被銷毀的所有子解釋器。Py_Finalize();}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}

執行完成后，會在build-simple_test-Desktop_Qt_5_10_0_MSVC2015_64bit-Release文件夾下生成一個a.txt文件。

2. 有參調用

以上為對python的無參調用，這里我們使用對python的有參調用。

因為python 是沒有顯性定義的，而C++是有定義的，我們要簡單了解下python與C++的數據的類型?。類型對應參考（如何在C++中使用一個Python類-[PyImport_ImportModule、PyModule_GetDict、PyDict_GetItemString、PyObject_CallFuncti]-CSDN博客），簡單來說就是s對應字符串，i對應整型，f對應float。使用方法可以參考（Qt項目中C++調用Python函數傳多參問題_qt調用python_平頭猿小哥的博客-CSDN博客）

這里就復制粘貼使用方法參考的文檔，稍作修改，連帶返回值和列表的使用都有了。

QT C++源碼如下

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :QMainWindow(parent),ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);// 初始化python解釋器.C/C++中調用Python之前必須先初始化解釋器Py_Initialize();// 判斷python解析器的是否已經初始化完成if(!Py_IsInitialized())qDebug()<<"[db:] Py_Initialize fail";elseqDebug()<<"[db:] Py_Initialize success";// 執行 python 語句PyRun_SimpleString("print('hello world') ");// 導入sys模塊設置模塊地址，以及python腳本路徑PyRun_SimpleString("import sys");// 該相對路徑是以build...為參考的PyRun_SimpleString("sys.path.append('../py_scripts')");// 加載 python 腳本PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("py_test");  // 腳本名稱，不帶.pyif(!pModule)  // 腳本加載成功與否qDebug()<<"[db:] pModule fail";elseqDebug()<<"[db:] pModule success";// 創建函數指針，有參調用PyObject* pFunc= PyObject_GetAttrString(pModule, "process_data");  // 有參調用的// 定義一個隨機器QRandomGenerator generator;// 創建一個定長元組，用來存放傳入參數PyObject* pyArgs = PyTuple_New(20);// 每個元組類似于結構體，包含字符串，整型和浮點類型數據// 填充元組for (int i = 0; i < 20; ++i) {PyObject* pyTuple = PyTuple_New(3);  //元組由三部分組成// 組合下字符串QString qst = "test string " + QString::number(i);QByteArray baq = qst.toLatin1();PyTuple_SetItem(pyTuple, 0, Py_BuildValue("s", baq.data()));  // 字符串PyTuple_SetItem(pyTuple, 1, Py_BuildValue("i", generator.generate() % 100));  // 整型PyTuple_SetItem(pyTuple, 2, Py_BuildValue("f", 3.14f));  // 浮點型PyTuple_SetItem(pyArgs, i, pyTuple);  // 將結構體填充到列表中}// 調用python函數PyObject* pyResult = PyObject_CallObject(pFunc, pyArgs);int list_len = PyObject_Size(pyResult);// 計算返回過來的列表長度qDebug() << list_len;// 判單是否成功if (pyResult == NULL) {        PyErr_Print();    }else {// 解析返回值for (int i = 0; i < 20; ++i) {  // 已知列表長度有20個，預先不知道的話就使用上面定義的list_lenPyObject* pyTuple = PyList_GetItem(pyResult, i);QString strVal = QString::fromUtf8(PyUnicode_AsUTF8(PyList_GetItem(pyTuple, 0)));int intVal = PyLong_AsLong(PyList_GetItem(pyTuple, 1));double floatVal = PyFloat_AsDouble(PyList_GetItem(pyTuple, 2));qDebug() << strVal << intVal << floatVal;	// 打印}}// 清理Python變量Py_DECREF(pyArgs);Py_DECREF(pFunc);Py_DECREF(pModule);Py_DECREF(pyResult);// 并銷毀自上次調用Py_Initialize()以來創建并為被銷毀的所有子解釋器。Py_Finalize();}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}

python源碼如下，文件名稱仍然是?py_test.py

def process_data(*args):result = []f = open("b.txt", "w")for arg in args:  # 從元組中讀取數據strVal, intVal, floatVal = arg  # 按順序一一對應取數據f.write(strVal + " " + str(intVal) + '\n')  # 寫文檔# process the dataprocessed_strVal = strVal.upper()processed_intVal = intVal + 1processed_floatVal = floatVal ** 2sub_result = [processed_strVal, processed_intVal, processed_floatVal]result.append(sub_result)  # 按列表格式返回數據f.close()return result

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------?

具體修改內容是

1.創建對有參函數的調用，和一個定長元組，用來存放傳入參數，中間還有個隨機生成器

    // 創建函數指針，有參調用PyObject* pFunc= PyObject_GetAttrString(pModule, "process_data");  // 有參調用的// 定義一個隨機器QRandomGenerator generator;// 創建一個定長元組，用來存放傳入參數PyObject* pyArgs = PyTuple_New(20);

2.填充元組數據

每個元組類似于結構體，包含字符串，整型和浮點類型數據

for (int i = 0; i < 20; ++i) {PyObject* pyTuple = PyTuple_New(3);  //元組由三部分組成// 組合下字符串QString qst = "test string " + QString::number(i);QByteArray baq = qst.toLatin1();PyTuple_SetItem(pyTuple, 0, Py_BuildValue("s", baq.data()));  // 字符串PyTuple_SetItem(pyTuple, 1, Py_BuildValue("i", generator.generate() % 100));  // 整型PyTuple_SetItem(pyTuple, 2, Py_BuildValue("f", 3.14f));  // 浮點型PyTuple_SetItem(pyArgs, i, pyTuple);  // 將結構體填充到列表中}

3.對mainwindow.h的修改

?因為用到了QRandomGenerator ,所以在mainwindow.h中引入#include <QRandomGenerator>頭文件

#include <QMainWindow>
#include "Python.h"
#include <QDebug>
#include <QRandomGenerator>

?4.調用python函數，并輸出使用返回值

注意我們傳參的時候是使用元組(tuple)，返回的時候使用的列表(list)，這個見python代碼

    // 調用python函數PyObject* pyResult = PyObject_CallObject(pFunc, pyArgs);int list_len = PyObject_Size(pyResult);// 計算返回過來的列表長度qDebug() << list_len;// 判單是否成功if (pyResult == NULL) {        PyErr_Print();    }else {// 解析返回值for (int i = 0; i < 20; ++i) {  // 已知列表長度有20個，預先不知道的話就使用上面定義的list_lenPyObject* pyTuple = PyList_GetItem(pyResult, i);QString strVal = QString::fromUtf8(PyUnicode_AsUTF8(PyList_GetItem(pyTuple, 0)));int intVal = PyLong_AsLong(PyList_GetItem(pyTuple, 1));double floatVal = PyFloat_AsDouble(PyList_GetItem(pyTuple, 2));qDebug() << strVal << intVal << floatVal;	// 打印}}

?5.python代碼的修改

仍然使用py_test文件，在文件中定義process_data函數。讀取tuple內容，將結構體用list包裝，并使用list 返回內容如下：

def process_data(*args):result = []f = open("b.txt", "w")for arg in args:  # 從元組中讀取數據strVal, intVal, floatVal = arg  # 按順序一一對應取數據f.write(strVal + " " + str(intVal) + '\n')  # 寫文檔# process the dataprocessed_strVal = strVal.upper()processed_intVal = intVal + 1processed_floatVal = floatVal ** 2sub_result = [processed_strVal, processed_intVal, processed_floatVal]result.append(sub_result)  # 按列表格式返回數據f.close()return result

?執行結果是會在build-simple_test-Desktop_Qt_5_10_0_MSVC2015_64bit-Release文件夾下生成一個b.txt文件，并且qt端輸出內容。

3. 打包部署

以上我們已經實現QT C++調用python的程序，現在我們要將項目部署在一個沒有python環境下的機器上，QT打包發布成exe執行的。對代碼的改動不多，對文件夾的修改移動比較多，注意一點。

由于.pro只修改一行，這里只附上mainwindow.cpp的源碼

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :QMainWindow(parent),ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);// 設置 python 路徑Py_SetPythonHome((wchar_t*)(L"./python_38"));  // 相對位置以exe為參考// 初始化python解釋器.C/C++中調用Python之前必須先初始化解釋器Py_Initialize();// 判斷python解析器的是否已經初始化完成if(!Py_IsInitialized())qDebug()<<"[db:] Py_Initialize fail";elseqDebug()<<"[db:] Py_Initialize success";// 執行 python 語句PyRun_SimpleString("print('hello world') ");// 導入sys模塊設置模塊地址，以及python腳本路徑PyRun_SimpleString("import sys");// 該相對路徑是以build...為參考的PyRun_SimpleString("sys.path.append('./py_scripts')");  //以exe為參考位置// 加載 python 腳本PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("py_test");  // 腳本名稱，不帶.pyif(!pModule)  // 腳本加載成功與否qDebug()<<"[db:] pModule fail";elseqDebug()<<"[db:] pModule success";// 創建函數指針，有參調用PyObject* pFunc= PyObject_GetAttrString(pModule, "process_data");  // 有參調用的// 定義一個隨機器QRandomGenerator generator;// 創建一個定長元組，用來存放傳入參數PyObject* pyArgs = PyTuple_New(20);// 每個元組類似于結構體，包含字符串，整型和浮點類型數據// 填充元組for (int i = 0; i < 20; ++i) {PyObject* pyTuple = PyTuple_New(3);  //元組由三部分組成// 組合下字符串QString qst = "test string " + QString::number(i);QByteArray baq = qst.toLatin1();PyTuple_SetItem(pyTuple, 0, Py_BuildValue("s", baq.data()));  // 字符串PyTuple_SetItem(pyTuple, 1, Py_BuildValue("i", generator.generate() % 100));  // 整型PyTuple_SetItem(pyTuple, 2, Py_BuildValue("f", 3.14f));  // 浮點型PyTuple_SetItem(pyArgs, i, pyTuple);  // 將結構體填充到列表中}// 調用python函數PyObject* pyResult = PyObject_CallObject(pFunc, pyArgs);int list_len = PyObject_Size(pyResult);// 計算返回過來的列表長度qDebug() << list_len;// 判單是否成功if (pyResult == NULL) {        PyErr_Print();    }else {// 解析返回值for (int i = 0; i < 20; ++i) {  // 已知列表長度有20個，預先不知道的話就使用上面定義的list_lenPyObject* pyTuple = PyList_GetItem(pyResult, i);QString strVal = QString::fromUtf8(PyUnicode_AsUTF8(PyList_GetItem(pyTuple, 0)));int intVal = PyLong_AsLong(PyList_GetItem(pyTuple, 1));double floatVal = PyFloat_AsDouble(PyList_GetItem(pyTuple, 2));qDebug() << strVal << intVal << floatVal;	// 打印}}// 清理Python變量Py_DECREF(pyArgs);Py_DECREF(pFunc);Py_DECREF(pModule);Py_DECREF(pyResult);// 并銷毀自上次調用Py_Initialize()以來創建并為被銷毀的所有子解釋器。Py_Finalize();}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}

具體修改如下：

1. 修改編譯輸出目錄（生成exe的目錄），到 qt_output

在項目.pro中添加

DESTDIR = $$PWD/../qt_output

與python路徑合在一起展示如下。

FORMS += \mainwindow.uiDESTDIR = $$PWD/../qt_outputINCLUDEPATH += -I D:\output\envs\python_38\include  # python.h
LIBS += -LD:\output\envs\python_38\libs -lpython38  # python38.lib

編譯后結果如下，qt_output中只有exe文件，可知這個PWD的路徑是以build-simple_test-Desktop_Qt_5_10_0_MSVC2015_64bit-Release為參考的

?2.將python 環境拷貝到qt_output目錄下

即將python_38文件夾復制到qt_output目錄下。

3.在QT C++ 中指定python 庫地址

在初始化之前，添加

Py_SetPythonHome((wchar_t*)(L"./python_38"));  // 相對位置以exe為參考

    ui->setupUi(this);// 設置 python 路徑Py_SetPythonHome((wchar_t*)(L"./python_38"));  // 相對位置以exe為參考// 初始化python解釋器.C/C++中調用Python之前必須先初始化解釋器Py_Initialize();

4.將python腳本文件移入qt_output文件夾中，并修改相對路徑

    // 導入sys模塊設置模塊地址，以及python腳本路徑PyRun_SimpleString("import sys");// 該相對路徑是以build...為參考的PyRun_SimpleString("sys.path.append('./py_scripts')");  //以exe為參考位置// 加載 python 腳本PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("py_test");  // 腳本名稱，不帶.py

2,3,4,步執行完成后，文件夾中內容如下。

程序中運行，會在exe同文件夾下生成 b.txt

在文件夾中，點擊exe文件直接運行，會出現找不到Qt5Core.dll和Qt5Widgets.dll錯誤。

這就用到windeployqt命令了，

5.開始鍵輸入找到如圖的客戶端，打開后

輸入windeployqt D:\workspace\qt\qt_output\simple_test.exe 具體內容根據項目路徑來寫，運行完成后會在qt_output文件夾中生成程序運行所需要的依賴包（具體叫啥不知道，這個是qt的東西）。

qt_output文件夾內除了以前的這些文件外，又多了些文件夾和文件（依賴庫）?。

再點擊simple_test.exe，則出現QT的彈窗，并且生成新的b.txt文件。

6. 經驗證，還需要將python_38文件夾里面的python38.dll文件移到外面來，放在和simple.exe同一級別。

4. python 中帶有第三方包的部署（忘了參考哪個了，主要是找不到參考的那個網頁了）

我們首先修改下py_test.py的內容，引入numpy包，因為numpy是第三方的包。修改如下：

import numpy as npdef write_file():with open("a.txt", "w") as f:f.write("test")def process_data(*args):result = []f = open("b.txt", "w")for arg in args:  # 從元組中讀取數據strVal, intVal, floatVal = arg  # 按順序一一對應取數據f.write(strVal + " " + str(intVal) + '\n')  # 寫文檔# process the dataprocessed_strVal = strVal.upper()processed_intVal = intVal + 1processed_floatVal = floatVal ** 2sub_result = [processed_strVal, processed_intVal, processed_floatVal]result.append(sub_result)  # 按列表格式返回數據f.close()arr = np.array(result)return result

?在返回之前，生成一個并不使用的變量arr = np.array(result)，這個我們就是為了測試第三方包而做的，生成的arr沒有任何意義。

再次點擊simple_test.exe不會生成b.txt，表示python腳本程序運行錯誤，第三方包調用失敗。

解決方法

1.使用pyinstaller生成依賴文件

這個就需要我們python 的一個包了，需要pip(conda)安裝pyinstaller。因為我這里供QT C++ 使用的python環境(D:\workspace\qt\qt_output\python_38)是從D:\miniconda3\envs\cat虛擬環境中復制出來的部分，所以我使用的是激活cat的虛擬環境，并再這里面執行pyinstaller，生成依賴文件。

(cat) PS D:\tmp> conda activate cat
(cat) PS D:\tmp> cd d:/tmp
(cat) PS D:\tmp> pyinstaller D:\workspace\qt\qt_output\py_scripts\py_test.py

1.激活環境，2.生成的依賴在那個文件夾中（隨便寫的一個文件夾），3.對那個python文件生成依賴

執行完成之后，會在d:/tmp中生成兩個文件夾，dist 和 build?

2.我們將dist/py_test/_internal?中的所有文件（夾）全部復制到QT編譯生成的qt_output文件夾中

將得到依賴包的qt_output文件夾放在在新機器上部署執行帶有第三方包就沒有問題了

經本人測試包括cv2包也可以，但是本人對matlablib這個包沒有導入成功。

其他說明

1.qt生成的文件一定要注意他們的相對位置，是相對于哪一個文件的位置。

2.QT C++調用python 后，我沒有能夠進行調試，不知道是什么原因不能調試。

3.python 和C++ 的數據類型，有些QT C++數據類型傳到python中不好使用，主要我對QT和C++不了解。

4.帶有第三方打包的就比普通打包部署多一步，這一步需要pyinstaller生成動態鏈接庫等文件，復制進和QT C++ 生成的exe同一個文件夾中。

參考網頁

Qt調用Python詳細圖文過程記錄_python_腳本之家

在QT C++中調用 Python并將軟件打包發布（裸機可運行）_互聯網集市

C++調用python腳本 - 知乎

如何在C++中使用一個Python類-[PyImport_ImportModule、PyModule_GetDict、PyDict_GetItemString、PyObject_CallFuncti]-CSDN博客

Qt項目中C++調用Python函數傳多參問題_qt調用python_平頭猿小哥的博客-CSDN博客

C++調用Python（混合編程）函數整理總結_jindayue的博客-CSDN博客

PyObject_CallObject, PyObject_Call, PyObject_CallFunction使用例子-CSDN博客

Qt C++ Python 混合編程測試文檔 - 知乎