不懂這個問題就落後了：Android、Python開發者必讀！

Android 平臺的Python：

(本文以Python3爲例，Python3是將來，你們都懂的) Python做爲一個功能強大又語法簡潔的語言，其應用已無需多言。要想在Android平臺運行起Python，也有方案實現，其實質就是在Android系統上搭建Python環境。對此Google已經提供了SL4A(Scripting Layer for Android )方案，支持多種腳本語言，除此以外，還可使用一個叫QPython的app，能夠直接在Android上編寫以及運行Python代碼。但其實意義不大，寫好的Python代碼並非以一個獨立的app進程運行的，只不過是在QPython這個應用中運行而已。這二者都不符合我如今要討論的東西，如題，筆者想要討論的是如何在Android平臺使用Java與Python代碼相互調用，換言之，就是如何在Android工程中嵌入一個Python解釋器。

首先談一點，爲何要在Android平臺使用Python？Python擁有衆多強大的第三方庫和框架，在機器學習、大數據處理等諸多方面都有不俗的應用。另外，就語法而言，Python比Java更加簡潔，同時又功能強大，既可面向過程亦可面向對象，而不像Java同樣，是一種純粹的面嚮對象語言，哪怕打印一句話也須要先建立類。Python做爲一種腳本語言，能夠邊解釋邊執行，而不需編譯，另外Python中存在的元類，可使咱們動態的建立類，如此能夠在不須要從新編譯安裝apk的狀況下，動態的由遠程服務端爲Android項目添加功能。咱們還能夠將Python已有的一些東西移植到Android平臺，例如tornado、django等，總之玩法多多。

在Android平臺，官方並不支持直接使用Python開發app，基於虛擬機的Java（或kotlin）纔是更好的選擇，其餘語言是沒法自如的使用官方Framework提供的api的，尤爲是在程序界面的表現上，典型的反例就是kivy。什麼是kivy，可自行了解，但要解決Android平臺上Java與Python的交互，kivy確實是一個方向，並且是一個醍醐灌頂的方向。kivy實際上已經解決咱們須要實現的目的，模仿Android平臺上的kivy實現機制便可。可是，kivy使用的是Cython解釋器，非CPython解釋器，須要學習Cython語法，而且在其餘一些方面存在一些限制。kivy給咱們提供的思路就是藉助Java的jni機制，實現Python與Java的交互。即在一個安卓apk工程中包含一個cython.so解釋器，經過jni機制調用解釋器去解釋執行Python代碼，經過Java調C，C調Python實現交互。有一點須要說明，Python做爲一門膠水語言，Python與C的交互是很是方便的，所以才能實現這一系列調用。

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關於該種方案，已有國外網友實踐，原理以下

這裏寫圖片描述

連接地址

除此以外，本博客將經過另外兩種方案實現。其中第一種相似上述方案，但集成CPython解釋器，非Cython，所以須要掌握如何實現Python與C的交互。

Python與C交互基礎 C調用Python

簡單使用 流程：

初始化Python解析器 執行Python代碼，字符串，對象或模塊。 關閉Python解析器。 建立一個.c源文件，代碼以下，建立一個pytest.py文件，實現一個printTime函數

#include<Python.h> int main() { Py_Initialize();//初始化Python解析器 if (!Py_IsInitialized()) { printf("Initialize failed"); return -1; } PyRun_SimpleString("print('hello C !')"); PyRun_SimpleString("import pytest"); PyRun_SimpleString("pytest.printTime()"); Py_Finalize();/關閉Python解析器 return 0; }
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 注意：除了用PyRun_SimpleString函數直接運行代碼，還可使用PyRun_SimpleFile函數運行一個Python腳本 原型：PyRun_SimpleFile(FILE *fp, const char *filename) ，因爲版本差別，使用該方式可能會形成崩潰，推薦另外一種替代方式 PyRun_SimpleString(「execfile(「test.py」)」)

調用Python函數 pytest.py

import time

def printTime(): print('invoke printTime:'+str(time.time())) return (1,)#元組只有一個元素時，需在末尾加逗號 1 2 3 4 5 C 代碼

int main() { PyObject * module_name,*module,*func,*dic; char * fun_name = "printTime";//需調用的Python函數名 PyObject *resultValue;

Py_Initialize();
if (!Py_IsInitialized())
{
    printf("Initialize failed");
    return -1;
}

//導入Python 模塊並檢驗
module_name = Py_BuildValue("s", "pytest");
module = PyImport_Import(module_name);


if (!module)
{
    printf("import test failed!");
    return -1;
}

//獲取模塊中的函數列表，是一個函數名和函數地址對應的字典結構
dic = PyModule_GetDict(module);
if (!dic)
{
    printf("failed !\n");
    return -1;
}

func = PyDict_GetItemString(dic, fun_name);
if (!PyCallable_Check(func))
{
    printf("not find %s\n", fun_name);
    return -1;
}

int r;
//獲取Python函數返回值，是一個元組對象
resultValue = PyObject_CallObject(func, NULL);
PyArg_ParseTuple(resultValue, "i", &r);
printf("result :%d\n", r);

Py_DECREF(module);
Py_DECREF(dic);
Py_Finalize();
return 0;
複製代碼

} 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 基礎api

C API 調用 Python 對應 PyImport_ImportModel import module PyImport_ReloadModule reload(module) PyImport_GetModuleDict module.dict PyDict_GetItemString dict[key] PyDict_SetItemString dict[key] = value PyDict_New dict = {} PyObject_GetAttrString getattr(obj, attr) PyObject_SetAttrString setattr(obj, attr, val) PyObject_CallObject funcobj(*argstuple) PyEval_CallObject funcobj(argstuple) PyRun_String eval(exprstr) , exec(stmtstr) PyRun_File exec(open(filename().read()) Py_BuildValue()函數 做用：將C/C++類型類型的數據轉變成PyObject對象。

原型：PyAPI_FUNC(PyObject*) Py_BuildValue(const char *format, …);

參數解釋： format及轉換格式，相似與C語言中%d,%f，後面的不定參數對應前面的格式，具體格式以下：

「s」(string) [char *] ：將C字符串轉換成Python對象，若是C字符串爲空，返回NONE。

「s#」(string) [char *, int] :將C字符串和它的長度轉換成Python對象，若是C字符串爲空指針，長度忽略，返回NONE。

「z」(string or None) [char *] :做用同」s」。

「z#」 (stringor None) [char *, int] :做用同」s#」。

「i」(integer) [int] :將一個C類型的int轉換成Python int對象。

「b」(integer) [char] :做用同」i」。

「h」(integer) [short int] ：做用同」i」。

「l」(integer) [long int] :將C類型的long轉換成Pyhon中的int對象。

「c」(string of length 1) [char] ：將C類型的char轉換成長度爲1的Python字符串對象。

「d」(float) [double] :將C類型的double轉換成python中的浮點型對象。

「f」(float) [float] :做用同」d」。

「O&」(object) [converter, anything] ：將任何數據類型經過轉換函數轉換成Python對象，這些數據做爲轉換函數的參數被調用而且返回一個新的Python對象，若是發生錯誤返回NULL。

「(items)」(tuple) [matching-items] ：將一系列的C值轉換成Python元組。

「[items]」(list) [matching-items] ：將一系列的C值轉換成Python列表。

「{items}」(dictionary) [matching-items] ：將一系類的C值轉換成Python的字典，每一對連續的C值將轉換成一個鍵值對。

例： 後面爲PyObject的返回值

Py_BuildValue("")None

Py_BuildValue("i",123) 123

Py_BuildValue("iii",123, 456, 789) (123, 456, 789)

Py_BuildValue("s","hello") 'hello'

Py_BuildValue("ss","hello", "world") ('hello', 'world')

Py_BuildValue("s#","hello", 4) 'hell'

Py_BuildValue("()")()

Py_BuildValue("(i)",123) (123,)

Py_BuildValue("(ii)",123, 456) (123, 456)

Py_BuildValue("(i,i)",123, 456) (123, 456)

Py_BuildValue("[i,i]",123, 456) [123, 456] Py_BuildValue("{s:i,s:i}", "abc",123, "def", 456) {'abc': 123, 'def': 456}

Py_BuildValue("((ii)(ii))(ii)", 1, 2, 3, 4, 5, 6) (((1, 2), (3, 4)), (5, 6)) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 PyArg_ParseTuple函數 做用：此函數其實至關於sscanf(str,format,…),是Py_BuildValue的逆過程，這個函數將PyObject參數轉換成C/C++數據類型，傳遞的是指針，但這個函數與Py_BuildValue有點不一樣，這個函數只能解析Tuple元組，而Py_BuildValue函數能夠生成元組，列表，字典等。

原型：PyAPI_FUNC(int) PyArg_ParseTuple(PyObject *args, const char *format,…)

Args:通常爲Python程序返回的元組。

Foramt:與Py_BulidValue類型，就不在累述咯。

元組操做函數： 由於程序之間傳遞的參數，大多數爲Tuple類型，因此有專門的函數來操做元組：

PyAPI_FUNC(PyObject *)PyTuple_New(Py_ssize_t size); 解釋：新建一個參數列表（調試了下，發現實際上是用鏈表實現的），size列表爲長度的寬度

PyAPI_FUNC(Py_ssize_t)PyTuple_Size(PyObject *); 解釋：獲取該列表的大小

PyAPI_FUNC(PyObject )PyTuple_GetItem(PyObject , Py_ssize_t); 解釋：獲取該列表某位置的值

PyAPI_FUNC(int) PyTuple_SetItem(PyObject ,Py_ssize_t, PyObject ); 解釋：設置該列表此位置的值。如PyTuple_SetItem(pyParams,1,Py_BuildValue(「i」,2));設置第2個位置的值爲2的整數。 備註：對應的列表和字典也有對應的操做

更多的接口調用以及數據類型轉化，參照Python文檔 這裏寫圖片描述

Python 調用C

Python調用C有兩種方式

使用ctypes模塊，Python文檔有詳細示例 這裏寫圖片描述

使用C爲Python編寫拓展模塊 Python之因此如此強大，正是因爲可使用C\C++爲其編寫拓展模塊，手動編寫拓展模塊的方式稍微有些繁瑣，可借用SWIG自動實現，簡潔快速。更多詳細的SWIG用法，見其官方文檔 官網下載 windows包並解壓

使用vs建立空項目，並配置vs。右鍵當前項目，選擇屬性 這裏寫圖片描述 如今使用C爲Python建立一個叫user的拓展模塊，該模塊包含一個showHello函數： 分別建立三個文件 user.i user.c user_wrap.c

在user.i中添加以下代碼

%module user %inline %{ extern void showHello(); %} 1 2 3 4 user.c中添加

#include <stdio.h>

void showHello() { printf("hello Python!\n");

} 1 2 3 4 5 6 7 8 右鍵user.i 文件並選擇屬性 這裏寫圖片描述 點擊應用後以下圖，完成配置 這裏寫圖片描述 右鍵當前項目，選擇屬性，完成以下配置，肯定 這裏寫圖片描述 最後生成便可（選擇工具欄 生成 –> 批生成）

建立測試代碼調用C驗證

import user user.show() 1 2 在Linux下則無需如此麻煩的配置，可直接使用命令

On Unix the compilation of examples is done using the file Example/Makefile. This makefile performs a manual module compilation which is platform specific. Typically, the steps look like this (Linux):

% swig -python interface.i % gcc -fpic -c interface_wrap.c -I/usr/local/include/python1.5 % gcc -shared interface_wrap.o $(OBJS) -o interfacemodule.so % python Python 1.5.2 (#3, Oct 9 1999, 22:09:34) [GCC 2.95.1 19990816 (release)] on linux2 Copyright 1991-1995 Stichting Mathematisch Centrum, Amsterdam

import interface interface.blah(...) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 此處.i文件爲SWIG的接口文件，其中%module後面定義模塊名，用%inline定義方法列表

%inline %{ 包含導出的函數 %} 1 2 3 有了Python與C的交互基礎，則還須要Android中的NDK開發基礎，關於Android平臺的jni調用，本文不在此處詳解，可看看個人JNI方面博客，而此處咱們須要使用Crystax NDK開發工具鏈，非官方NDK工具鏈，需自行下載。下一篇正式涉及Python for Android。

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