Android 平台的Python——基础篇(一)

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

Android 平台的Python——基础篇(一) Android 平台的Python——JNI方案（二） Android 平台的Python——CLE方案实现（三） Android 平台的Python——第三方库移植 Android 平台的Python——编译Python解释器 新篇——Android与Python混合编程

前言 (本文以Python3为例，Python3是未来，大家都懂的) Python作为一个功能强大又语法简洁的语言，其应用已无需多言。要想在Android平台运行起Python，也有方案实现，其实质就是在Android系统上搭建Python环境。对此Google已经提供了SL4A(Scripting Layer for Android )方案，支持多种脚本语言，除此之外，还可以使用一个叫QPython的app，可以直接在Android上编写以及运行Python代码。但其实意义不大，写好的Python代码并不是以一个独立的app进程运行的，只不过是在QPython这个应用中运行而已。这两者都不符合我现在要讨论的东西，如题，笔者想要讨论的是如何在Android平台使用Java与Python代码相互调用，换言之，就是如何在Android工程中嵌入一个Python解释器。

首先谈一点，为什么要在Android平台使用Python？Python拥有众多强大的第三方库和框架，在机器学习、大数据处理等诸多方面都有不俗的应用。另外，就语法而言，Python比Java更加简洁，同时又功能强大，既可面向过程亦可面向对象，而不像Java一样，是一种纯粹的面向对象语言，哪怕打印一句话也需要先创建类。Python作为一种脚本语言，可以边解释边执行，而不需编译，另外Python中存在的元类，可以使我们动态的创建类，如此可以在不需要重新编译安装apk的情况下，动态的由远程服务端为Android项目添加功能。我们还可以将Python已有的一些东西移植到Android平台，例如tornado、django等，总之玩法多多。

在Android平台，官方并不支持直接使用Python开发app，基于虚拟机的Java（或kotlin）才是更好的选择，其他语言是无法自如的使用官方Framework提供的api的，尤其是在程序界面的表现上，典型的反例就是kivy。什么是kivy，可自行了解，但要解决Android平台上Java与Python的交互，kivy确实是一个方向，而且是一个醍醐灌顶的方向。kivy实际上已经解决我们需要实现的目的，模仿Android平台上的kivy实现机制即可。但是，kivy使用了大量的Cython技术，而非CPython API接口，需要学习Cython语法，并且在其他一些方面存在一些限制。kivy给我们提供的思路就是借助Java的jni机制，实现Python与Java的交互。即在一个安卓apk工程中包含一个cython.so解释器，通过jni机制调用解释器去解释执行Python代码，通过Java调C，C调Python实现交互。有一点需要说明，Python作为一门胶水语言，Python与C的交互是非常方便的，因此才能实现这一系列调用。

关于该种方案，已有国外网友实践，原理如下

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除此之外，本博客将通过另外两种方案实现。其中第一种类似上述方案，但集成CPython解释器，非Cython，因此需要掌握如何实现Python与C的交互。

Python与C交互基础

C调用Python

• 简单使用 流程：
  • 初始化Python解析器
  • 执行Python代码，字符串，对象或模块。
  • 关闭Python解析器。

  创建一个.c源文件，代码如下，创建一个pytest.py文件，实现一个printTime函数

	#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();/关闭Python解析器
	    return 0;
	}		

注意：除了用PyRun_SimpleString函数直接运行代码，还可以使用PyRun_SimpleFile函数运行一个Python脚本 原型：PyRun_SimpleFile(FILE *fp, const char *filename) ，由于版本差异，使用该方式可能会造成崩溃，推荐另一种替代方式 PyRun_SimpleString(“execfile(“test.py”)”)

基础API

更多的接口调用以及数据类型转化，参照Python文档

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Python 调用C

Python调用C有两种方式

• 使用ctypes模块，Python文档有详细示例

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• 使用C为Python编写拓展模块 Python之所以如此强大，正是由于可以使用C\C++为其编写拓展模块，手动编写拓展模块的方式稍微有些繁琐，可借用SWIG自动实现，简洁快速。更多详细的SWIG用法，见其官方文档 官网下载 windows包并解压 使用vs创建空项目，并配置vs。右键当前项目，选择属性

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现在使用C为Python创建一个叫user的拓展模块，该模块包含一个showHello函数： 分别创建三个文件 user.i user.c user_wrap.c

在user.i中添加如下代码

	%module user
	
	%inline %{ 
   
	extern void showHello();
	%}

user.c中添加

	#include <stdio.h>
	void showHello()
	{ 
   
		printf("hello Python!\n");
	}

右键user.i 文件并选择属性

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点击应用后如下图，完成配置

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右键当前项目，选择属性，完成如下配置，确定

这里写图片描述

最后生成即可（选择工具栏 生成 –> 批生成）

创建测试代码调用C验证

import user
user.show()

在Linux下则无需如此麻烦的配置，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(...)

此处.i文件为SWIG的接口文件，其中%module后面定义模块名，用%inline定义方法列表

%inline %{ 
   
包含导出的函数
%}

有了Python与C的交互基础，则还需要Android中的NDK开发基础，关于Android平台的jni调用，本文不在此处详解，可看看我的JNI方面博客，而此处我们需要使用Crystax NDK开发工具链，非官方NDK工具链，需自行下载。下一篇正式涉及Python for Android。

发布者：全栈程序员栈长，转载请注明出处：https://javaforall.cn/145058.html原文链接：https://javaforall.cn