C++/Python

Simple guide for Python and C++

1. C++ Boost 를 이용해 Python Extension 만들기 1 (Wrap C++ with Boost.Python)
   1. Visual Studio 2019 에서 프로젝트 설정
   2. C++ Wrapping 코드 작성
   3. Python 에서 .pyd 파일 import 해서 사용하기
2. C++ Boost 를 이용해 Python Extension 만들기2 (클래스 이용하기)
   1. 클래스 wrapping
   2. 클래스 생성자 내보내기
   3. 클래스 멤버 변수 내보내기

C++ Boost 를 이용해 Python Extension 만들기 1 (Wrap C++ with Boost.Python)

본 내용은 부스트 tutorial문서를 참고로 작성되었습니다.

이번에는 다양한 함수와 클래스를 `python` 에서 사용하는 방법을 소개한다.

C++ 에서 구현된 함수 또는 클래스를 Python에서 사용하기 위해서는 Python Extension을 만들어서 Python 에서 import 하여 기능을 그대로 쓸 수 있다. 계산의 효율성을 높이기 위해서 복잡한 구조의 계산이 필요한 부분은 C++로 작성하고, 데이터 처리나 분산컴퓨팅 등은 Python에서 처리하도록 구현할 수 있다.

여기서는 VS2019에서 boost.Python을 이용해서 C++ 기능을 Python .pyd 모듈 파일로 빌드하는 과정을 소개한다.

• 개발환경
  • VS2019
  • boost 1.70.0
  • Anaconda3 (Python 3.7)

Visual Studio 2019 에서 프로젝트 설정

먼저 C++ 빈프로젝트에서 시작한다(본 글에서는 “pyd_test”라는 이름의 빈프로젝트 생성함).

프로젝트 속성 >> 일반 >> 구성 형식 에서 동적 라이브러리(.dll) 선택

프로젝트 속성 >> 고급 >> 대상 파일 확장명 을 `.pyd` 로 변경

프로젝트 속성 >> VC++ 디렉터리 >> 포함 디렉터리 에 `boost`와 `python include` 폴더 추가

프로젝트 속성 >> VC++ 디렉터리 >> 라이브러리 디렉터리 에 `boost`와 `python library` 폴더 추가

C++ Wrapping 코드 작성

간단한 문자열 "hello"를 리턴하는 C++ 함수 greet()을 작성하고 Python 에서 사용할 수 있도록 wrapping 한다.

  #define BOOST_PYTHON_STATIC_LIB

  #include <boost/python.hpp>
  #include <iostream>

  char const* greet() {
    return "hello";
  }

  BOOST_PYTHON_MODULE(pyd_test)
  {
    boost::python::def("greet", greet);
  }

wrapping 하려는 함수를 BOOST_PYTHON_MODULE 에서 다음과 같이 선언함.

  boost::python::def("파이썬에서 사용할 함수 이름"(문자열), C++로 작성된 함수 이름)

F7 으로 빌드를 마치면 "pyd_test.pyd" 파일이 생성됨.

Python 에서 .pyd 파일 import 해서 사용하기

위에서 생성한 .pyd 동적링크 라이브러리 파일을 python 경로에 복사하거나 import 하는 python 스크립트 파일과 같은 디렉터리에 복사해서 사용 가능하다.

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C++ Boost 를 이용해 Python Extension 만들기2 (클래스 이용하기)

아래 본문은 boost 공식 문서를 발췌하여 작성되었습니다. ​https://www.boost.org/doc/libs/1_68_0/libs/python/doc/html/tutorial/tutorial/exposi

클래스 wrapping

C++에서 작성된 다음의 간단한 World 클래스를 boost.python을 이용해 파이썬으로 확장하는 경우

  #define BOOST_PYTHON_STATIC_LIB

  #include <boost/python.hpp>
  using namespace boost::python;

  struct World
  {
    void set(std::string msg) { this->msg = msg; }
    std::string greet() { return msg; }
    std::string msg;
  };

  BOOST_PYTHON_MODULE(pyd_test)
  {
    class_<World>("World")
      .def("greet", &World::greet)
      .def("set", &World::set)
  }

클래스 World 를 python 에서 “World”로 사용하도록 expose함

멤버함수 World::greet 와 World::set을 각각 “greet”, “set” 으로 내보냄

클래스 생성자 내보내기

#define BOOST_PYTHON_STATIC_LIB

#include <boost/python.hpp>
using namespace boost::python;

struct World
{
	World(std::string msg) : msg(msg) {} // added constructor
	void set(std::string msg) { this->msg = msg; }
	std::string greet() { return msg; }
	std::string msg;
};

BOOST_PYTHON_MODULE(pyd_test)
{
	class_<World>("World", init<std::string>())
		.def("greet", &World::greet)
		.def("set", &World::set)
		;
}

World 생성자를 내보내기 위해서는 init<인자 타입> 을 이용한다.

오버로딩 생성자를 추가로 내보내기 위해서는 .def에 init<인자 타입>을 추가할 수 있다.

class_<World>("World", init<std::string>())
    .def(init<double, double>())
    .def("greet", &World::greet)
    .def("set", &World::set);

클래스 멤버 변수 내보내기

struct Var
{
	Var(std::string name) : name(name), value() {}
	std::string const name;
	float value;
};

BOOST_PYTHON_MODULE(pyd_test)
{
	class_<Var>("Var", init<std::string>())
		.def_readonly("name", &Var::name)
		.def_readwrite("value", &Var::value);
}

변수는 readonly 와 read/write 로 구분하여 내보내기할 수 있다.

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