C++和Python之间的通信

Question

我正在寻找一种高效且智能的方法，在C++程序和Python脚本之间发送数据。我有一个C++程序，以30Hz实时计算一些坐标，并希望使用Python脚本访问这些坐标。我的第一个想法是简单地创建一个.txt文件并将坐标写入其中，然后让Python打开文件并读取。但我发现最好使用内存而不是硬盘，应该有更聪明和更高效的方法。

有没有人有好的解决方案？ C ++程序应将3个坐标（x，y，z）写入某种缓冲区或文件，Python程序可以打开它并读取它们。理想情况下，C ++程序每次都会覆盖坐标，并且在同时读写文件/缓冲区时不会出现问题。

感谢您的帮助。

- erling

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https://docs.python.org/3.4/extending/extending.html - grc

你是说数值会定期计算，而不仅仅是一次性的对吧？你考虑过使用简单的客户端/服务器设置来使用套接字吗？ - Andrew_CS

如果你在UNIX系统上，你可以使用命名管道。否则，套接字是正确的方法。 - lucasg

Answer 1

你有两个基本选项：

• 将C++代码和Python代码作为两个独立进程的程序分别运行，并使用IPC机制
• 像grc建议的那样，将C++代码链接到你的代码中。

如果你已经编写了一个完整复杂的C++程序，那么第一种选择可能更好。此外，它通常更容易调试和维护。

至于特定的IPC机制，套接字通常被用作IPC机制，因为它们在操作系统级别具有标准化的跨平台API，并且如果你需要在不同的机器上运行两个程序，它们仍然可以使用。如果你处理现代桌面电脑，则套接字应该足够传输每秒三次的三个坐标。

如果你真的需要更高的性能，你可以尝试使用（命名或未命名）管道，但你可能需要在C++端做一些额外的工作来使其跨平台。

- loopbackbee

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一个两端都是本地的套接字和一个命名管道有什么区别？操作系统应该基本上将它们视为相同。 - James Kanze

@JamesKanze 虽然我没有参考资料或基准测试，但我认为它们非常不同。即使您仅在本地地址（例如127.0.0.1）上使用套接字绑定（监听），操作系统仍需要进行所有与网络相关的处理：将（应用程序）有效负载包装到传输（UDP/TCP）数据包中，并将传输数据包包装到IP数据包中（虽然可能不需要下降到链路层）。即使数据包从未触及物理接口，与操作系统将管道视为不透明二进制流相比，这仍然是一个重要的开销。 - loopbackbee

@goncalopp 你不应该这样做。我承认我很久没有看过这个了，但至少在Sun OS（Solaris之前），有一种叫做Unix域套接字的东西，它的工作方式与管道类似，但它会跟踪记录结束符；如果我没记错的话，它会自动将在同一台机器上打开的套接字转换为Unix域套接字。（不是非常智能：如果目标是“localhost”，而不是实际使用机器的名称，它只会这样做。） - James Kanze

@JamesKanze UNIX套接字在Linux、OS X和各种BSD中仍然存在，但我从未听说过从伯克利套接字自动转换的事情（我从未使用过Sun OS）。它们在Windows上不存在，因此行为将始终依赖于平台。 - loopbackbee

Answer 2

如果进程在同一台计算机上，我认为我们可以使用命名管道来实现Python和C++程序之间的通信。

但是，如果进程在不同的计算机上，套接字是最好的选择。

- anil dhyani