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C++ QT 如何生成dll提供給python使用

news 2025/7/28 5:24:24

我通常在開發的過程中不會考慮跨語言調用的問題，最近遇到了：需要在通過python調用C++ QT生成的dll；
以下是基於QT Creator 的一个生成 device.dll（供 C++ 使用）和 testlib.dll（通过 C 接口供 Python 调用）項目的詳細方案：

一、项目结构设计

建议使用 subdirs 模板管理多个子项目：

MyProject/
├── MyProject.pro          # 主项目文件（subdirs 模板）
├── device/                # device.dll 的 C++ 实现
│   ├── device.pro
│   ├── device.h
│   └── device.cpp
└── testlib/               # testlib.dll 的 C 接口包装
    ├── testlib.pro
    ├── testlib.h
    └── testlib.cpp

二、主项目配置 (`MyProject.pro`)

TEMPLATE = subdirs
SUBDIRS += device testlib   # 定义子项目顺序
CONFIG += ordered           # 确保构建顺序

三、`device.dll` 的配置 (`device/device.pro`)

1. 项目文件

TEMPLATE = lib              # 生成动态库
TARGET = device             # 输出名为 device.dll
CONFIG += shared            # 强制生成动态库
DEFINES += DEVICE_LIB       # 定义导出宏

# 输出目录
DESTDIR = $$PWD/../../bin   # 假设输出到项目根目录的 bin 文件夹
!exists($$DESTDIR): QMAKE_MKDIR += $$DESTDIR

# 源文件
SOURCES += device.cpp
HEADERS += device.h

2. 头文件 `device.h`（符号导出）

#ifndef DEVICE_H
#define DEVICE_H

#include <QtCore/QtGlobal>

#ifdef DEVICE_LIB
    #define DEVICE_EXPORT Q_DECL_EXPORT
#else
    #define DEVICE_EXPORT Q_DECL_IMPORT
#endif

class DEVICE_EXPORT Device {
public:
    Device();
    int getValue() const;
    void setValue(int value);

private:
    int m_value;
};

#endif // DEVICE_H

3. 实现文件 `device.cpp`

#include "device.h"

Device::Device() : m_value(0) {}

int Device::getValue() const {
    return m_value;
}

void Device::setValue(int value) {
    m_value = value;
}

四、`testlib.dll` 的配置 (`testlib/testlib.pro`)

1. 项目文件

TEMPLATE = lib              # 生成动态库
TARGET = testlib            # 输出名为 testlib.dll
CONFIG += shared            # 强制生成动态库
DEFINES += TESTLIB_EXPORT   # 定义导出宏

# 依赖 device 项目
LIBS += -L$$PWD/../../bin -ldevice   # 链接 device.dll 的导入库（device.lib）
INCLUDEPATH += $$PWD/../device       # 包含 device 头文件

# 输出目录
DESTDIR = $$PWD/../../bin
!exists($$DESTDIR): QMAKE_MKDIR += $$DESTDIR

# 源文件
SOURCES += testlib.cpp
HEADERS += testlib.h

2. 头文件 `testlib.h`（C 接口导出）

#ifndef TESTLIB_H
#define TESTLIB_H

#ifdef _WIN32
    #ifdef TESTLIB_EXPORT
        #define TESTLIB_API __declspec(dllexport)
    #else
        #define TESTLIB_API __declspec(dllimport)
    #endif
#else
    #define TESTLIB_API
#endif

#ifdef __cplusplus
extern "C" {   // 确保 C 语言兼容性
#endif

// 定义 C 接口函数
TESTLIB_API void* create_device();
TESTLIB_API void destroy_device(void* obj);
TESTLIB_API int get_device_value(void* obj);
TESTLIB_API void set_device_value(void* obj, int value);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif // TESTLIB_H

3. 实现文件 `testlib.cpp`

#include "testlib.h"
#include "../device/device.h"

// 创建 Device 对象
TESTLIB_API void* create_device() {
    return new Device();
}

// 销毁 Device 对象
TESTLIB_API void destroy_device(void* obj) {
    delete static_cast<Device*>(obj);
}

// 获取值
TESTLIB_API int get_device_value(void* obj) {
    return static_cast<Device*>(obj)->getValue();
}

// 设置值
TESTLIB_API void set_device_value(void* obj, int value) {
    static_cast<Device*>(obj)->setValue(value);
}

五、Python 调用 `testlib.dll` 的示例

1. Python 代码 (`test.py`)

import ctypes

# 加载 DLL
testlib = ctypes.WinDLL("./bin/testlib.dll", winmode=0x8)

# 定义函数原型
testlib.create_device.restype = ctypes.c_void_p
testlib.destroy_device.argtypes = [ctypes.c_void_p]
testlib.get_device_value.argtypes = [ctypes.c_void_p]
testlib.get_device_value.restype = ctypes.c_int
testlib.set_device_value.argtypes = [ctypes.c_void_p, ctypes.c_int]

# 使用 C 接口
device = testlib.create_device()
testlib.set_device_value(device, 42)
print("Value:", testlib.get_device_value(device))  # 输出: 42
testlib.destroy_device(device)

六、关键注意事项

符号导出：
- C++ 类需要 Q_DECL_EXPORT/Q_DECL_IMPORT 或 __declspec(dllexport/dllimport)。
- C 接口函数必须用 extern "C" 包裹，避免名称修饰（Name Mangling）。
构建顺序：
- 确保 device.dll 先于 testlib.dll 构建，因为后者依赖前者。
运行时依赖：
- 将 device.dll 和 testlib.dll 放在同一目录（如 bin），或添加到系统 PATH。
编译器兼容性：
- 若使用 MinGW，生成的导入库为 .dll.a（需通过 -L 和 -l 链接）。
- 若使用 MSVC，生成的导入库为 .lib。

七、完整项目树和输出

构建完成后，目录结构如下：

MyProject/
├── bin/
│   ├── device.dll
│   ├── device.lib (MSVC) 或 libdevice.dll.a (MinGW)
│   ├── testlib.dll
│   └── testlib.lib (MSVC) 或 libtestlib.dll.a (MinGW)
├── device/
│   └── ...                # 源码
└── testlib/
    └── ...                # 源码

通过以上配置，你可以实现：