3.2 检测Python库

3.2 检测Python库

NOTE:此示例代码可以在 https://github.com/devcafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-03/recipe-02 中找到，有一个C示例。该示例在CMake 3.5版(或更高版本)中是有效的，并且已经在GNU/Linux、macOS和Windows上进行过测试。

可以使用Python工具来分析和操作程序的输出。然而，还有更强大的方法可以将解释语言(如Python)与编译语言(如C或C++)组合在一起使用。一种是扩展Python，通过编译成共享库的C或C++模块在这些类型上提供新类型和新功能，这是第9章的主题。另一种是将Python解释器嵌入到C或C++程序中。两种方法都需要下列条件:

Python解释器的工作版本
Python头文件Python.h的可用性
Python运行时库libpython

三个组件所使用的Python版本必须相同。我们已经演示了如何找到Python解释器；本示例中，我们将展示另外两种方式。

准备工作

我们将一个简单的Python代码，嵌入到C程序中，可以在Python文档页面上找到。源文件称为hello-embedded-python.c:

#include <Python.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
  Py_SetProgramName(argv[0]); /* optional but recommended */
  Py_Initialize();
  PyRun_SimpleString("from time import time,ctime\n"
                     "print 'Today is',ctime(time())\n");
  Py_Finalize();
  return 0;
}

此代码将在程序中初始化Python解释器的实例，并使用Python的time模块，打印日期。

NOTE:嵌入代码可以在Python文档页面的 https://docs.python.org/2/extending/embedding.html 和 https://docs.python.org/3/extending/embedding.html 中找到。

具体实施

以下是CMakeLists.txt中的步骤:

包含CMake最低版本、项目名称和所需语言:

cmake_minimum_required(VERSION 3.5 FATAL_ERROR)
project(recipe-02 LANGUAGES C)

制使用C99标准，这不严格要求与Python链接，但有时你可能需要对Python进行连接:
```
set(CMAKE_C_STANDARD 99)
set(CMAKE_C_EXTENSIONS OFF)
set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON)
```
找到Python解释器。这是一个REQUIRED依赖:
```
find_package(PythonInterp REQUIRED)
```

找到Python头文件和库的模块，称为FindPythonLibs.cmake:

find_package(PythonLibs ${PYTHON_VERSION_MAJOR}.${PYTHON_VERSION_MINOR} EXACT REQUIRED)

使用hello-embedded-python.c源文件，添加一个可执行目标:
```
add_executable(hello-embedded-python hello-embedded-python.c)
```
可执行文件包含Python.h头文件。因此，这个目标的include目录必须包含Python的include目录，可以通过PYTHON_INCLUDE_DIRS变量进行指定:
```
target_include_directories(hello-embedded-python
  PRIVATE
      ${PYTHON_INCLUDE_DIRS}
    )
```

最后，将可执行文件链接到Python库，通过PYTHON_LIBRARIES变量访问:

target_link_libraries(hello-embedded-python
  PRIVATE
      ${PYTHON_LIBRARIES}
    )

现在，进行构建:

$ mkdir -p build
$ cd build
$ cmake ..
...
-- Found PythonInterp: /usr/bin/python (found version "3.6.5")
-- Found PythonLibs: /usr/lib/libpython3.6m.so (found suitable exact version "3.6.5")

最后，执行构建，并运行可执行文件:

$ cmake --build .
$ ./hello-embedded-python
Today is Thu Jun 7 22:26:02 2018

工作原理

FindPythonLibs.cmake模块将查找Python头文件和库的标准位置。由于，我们的项目需要这些依赖项，如果没有找到这些依赖项，将停止配置，并报出错误。

注意，我们显式地要求CMake检测安装的Python可执行文件。这是为了确保可执行文件、头文件和库都有一个匹配的版本。这对于不同版本，可能在运行时导致崩溃。我们通过FindPythonInterp.cmake中定义的PYTHON_VERSION_MAJOR和PYTHON_VERSION_MINOR来实现:

find_package(PythonInterp REQUIRED)
find_package(PythonLibs ${PYTHON_VERSION_MAJOR}.${PYTHON_VERSION_MINOR} EXACT REQUIRED)

使用EXACT关键字，限制CMake检测特定的版本，在本例中是匹配的相应Python版本的包括文件和库。我们可以使用PYTHON_VERSION_STRING变量，进行更接近的匹配:

find_package(PythonInterp REQUIRED)
find_package(PythonLibs ${PYTHON_VERSION_STRING} EXACT REQUIRED)

3.2 检测Python库

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准备工作

具体实施

工作原理

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