C#調(diào)用Python腳本程序的兩種方法

更新時(shí)間：2024年02月19日 10:34:51 作者：老狼IT工作室

本文主要介紹了C#調(diào)用Python腳本程序的兩種方法,包含介紹了通過C#IronPython開源庫(kù)和通過Process類來運(yùn)行python解釋器這兩種,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下

為什么需要C#調(diào)用python？

有以下幾個(gè)原因需要C#調(diào)用Python：

Python擁有豐富的生態(tài)系統(tǒng)：Python有很多強(qiáng)大的第三方庫(kù)和工具，可以用于數(shù)據(jù)科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域。通過C#調(diào)用Python，可以利用Python的生態(tài)系統(tǒng)來完成一些特定的任務(wù)。
C#和Python的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)：C#是一種高性能、靜態(tài)類型的編程語(yǔ)言，適合用于開發(fā)大型應(yīng)用程序和高性能的系統(tǒng)。而Python則是一種動(dòng)態(tài)類型的腳本語(yǔ)言，適合用于快速開發(fā)原型和處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析任務(wù)。通過C#調(diào)用Python，可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)。
C#和Python在不同領(lǐng)域的應(yīng)用：C#主要應(yīng)用于Windows平臺(tái)的開發(fā)，而Python則可以用于各種平臺(tái)，包括Windows、Linux和Mac OS。通過C#調(diào)用Python，可以在C#應(yīng)用程序中使用Python的功能和特性，實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

如何實(shí)現(xiàn)C#調(diào)用python腳本程序？

方式一：通過C#IronPython開源庫(kù)

IronPython是一個(gè)基于.NET平臺(tái)的Python解釋器。它是使用C#編寫的，可以被集成到.NET應(yīng)用程序中，并且可以直接調(diào)用和使用.NET庫(kù)和組件。IronPython提供了一個(gè)Python語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)具備了與.NET平臺(tái)無縫集成的能力。

IronPython最初由微軟開發(fā)并發(fā)布，旨在提供一個(gè)Python解釋器，使Python開發(fā)人員能夠利用.NET框架的優(yōu)勢(shì)。IronPython是完全兼容Python 2.7語(yǔ)法和語(yǔ)義的，并且還支持一些Python 3的一些特性。IronPython可以通過.NET編譯器將Python代碼轉(zhuǎn)換為托管代碼，并與.NET框架進(jìn)行交互。

IronPython具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

與.NET框架的深度集成：IronPython可以直接與.NET庫(kù)和組件進(jìn)行交互，可以輕松使用和調(diào)用.NET的功能和類庫(kù)。
動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的靈活性：作為一種動(dòng)態(tài)類型的腳本語(yǔ)言，IronPython具有動(dòng)態(tài)性和靈活性，可以進(jìn)行快速的原型開發(fā)和動(dòng)態(tài)腳本編寫。
跨平臺(tái)支持：IronPython可以在Windows、Linux和Mac OS等多個(gè)平臺(tái)上運(yùn)行，并且可以與不同平臺(tái)的.NET應(yīng)用程序集成。
社區(qū)支持和活躍度：IronPython擁有活躍的開源社區(qū)，有大量的開發(fā)者和用戶為其貢獻(xiàn)代碼和提供支持。

總之，IronPython是一個(gè)具有.NET集成和跨平臺(tái)支持的Python解釋器，可以在.NET平臺(tái)開發(fā)中使用Python語(yǔ)言和功能。

IronPython.net /

缺點(diǎn)：

1）只支持到python 3.4的相關(guān)特性，和目前主流的python 3.9， 3.10，3.11等版本相差甚遠(yuǎn)，會(huì)導(dǎo)致很多python流行的開源庫(kù)（比如scikit-learn），無法正常使用。

IronPython使用案例

NuGet安裝IronPython

test.py

def sayHi():
    print("hello you")
    
def add(x,y):
    try:
        print(f"add {x}, {y}")
        return x + y
    except Exception as err:
        return str(err)
        
def sum(arr):
    try:
        print(f"sum {arr}")
        sum = 0
        for i in arr:
            sum += i
        return sum
    except Exception as err:
        return str(err)

PythonScriptWindow.axml

<Window x:Class="CallPythonDemos.PythonScriptWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:CallPythonDemos"
        mc:Ignorable="d"
        Title="Python Script調(diào)用" Height="450" Width="800">
    <Grid>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="auto"/>
            <RowDefinition Height="auto"/>
            <RowDefinition/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition/>
            <ColumnDefinition/>
        </Grid.ColumnDefinitions>
        <Button x:Name="btnCallPythonScript" Content="調(diào)用python腳本" Grid.Row="0" Margin="5" Click="btnCallPythonScript_Click"/>
        <Button x:Name="btnClearOutput" Content="清理輸出" Grid.Row="0" Grid.Column="1" Margin="5" Click="btnClearOutput_Click"/>
        <TextBlock Text="輸入?yún)?shù):" Grid.Row="1" Margin="5"/>
        <TextBlock Text="輸出結(jié)果:" Grid.Row="1" Grid.Column="1" Margin="5"/>
        <TextBox x:Name="txtInputParam" Grid.Row="2" Margin="5"/>
        <RichTextBox x:Name="txtOutputResult" Grid.Row="2" Grid.Column="1" Margin="5" HorizontalScrollBarVisibility="Disabled" VerticalScrollBarVisibility="Auto" IsReadOnly="True">
            <RichTextBox.Document>
                <FlowDocument/>
            </RichTextBox.Document>
        </RichTextBox>
    </Grid>
</Window>

PythonScriptWindow.axml.cs

using IronPython.Hosting;
using Microsoft.Scripting.Hosting;
using System.Diagnostics;
using System.Windows;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Media;

namespace CallPythonDemos
{
    /// <summary>
    /// PythonScriptWindow.xaml 的交互邏輯
    /// </summary>
    public partial class PythonScriptWindow : Window
    {
        public PythonScriptWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void btnCallPythonScript_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            _RunTestByIronPython();
        }

        private void btnClearOutput_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            txtOutputResult.Document.Blocks.Clear();
        }

        private void _RunTestByIronPython()
        {
            ScriptEngine pyEngine = Python.CreateEngine();
            dynamic testpy = pyEngine.ExecuteFile("test.py");
            testpy.sayHi();

            var add = testpy.add(3, 5);
            _WriteLog($"add 方法的和是：{add}");

            int[] arr = new int[3] { 2, 4, 6 };
            var sum = testpy.sum(arr);
            _WriteLog($"數(shù)組的和是：{sum}");
        }

        private void _WriteLog(string? log)
        {
            Paragraph para = new Paragraph() { Margin = new Thickness(0) };
            para.Inlines.Add(new Run(log) { Foreground = Brushes.Black });
            txtOutputResult.Document.Blocks.Add(para);
        }
    }
}

運(yùn)行效果

方式二：通過Process類來運(yùn)行python解釋器

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：可以使用python當(dāng)前的主流版本，并且可以使用大部分的流行的開源庫(kù)。

缺點(diǎn)：只能通過命令行參數(shù)和控制臺(tái)輸出與python進(jìn)行通信。

安裝scikit-learn

pip install scikit-learn

gen_model.py

from sklearn import linear_model
if __name__ == '__main__':
    reg = linear_model.LinearRegression()
    reg.fit([[0, 0], [1, 1], [2, 2]], [0, 1, 2])
    print('coef_:', reg.coef_)
    print('intercept_:', reg.intercept_)
    print('done')

PythonScriptWindow.axml.cs

using IronPython.Hosting;
using Microsoft.Scripting.Hosting;
using System.Diagnostics;
using System.Windows;
using System.Windows.Documents;
using System.Windows.Media;

namespace CallPythonDemos
{
    /// <summary>
    /// PythonScriptWindow.xaml 的交互邏輯
    /// </summary>
    public partial class PythonScriptWindow : Window
    {
        public PythonScriptWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void btnCallPythonScript_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            //_RunTestByIronPython();
            _RunPythonScript();
        }

        private void btnClearOutput_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            txtOutputResult.Document.Blocks.Clear();
        }

        private void _RunTestByIronPython()
        {
            ScriptEngine pyEngine = Python.CreateEngine();
            dynamic testpy = pyEngine.ExecuteFile("test.py");
            testpy.sayHi();

            var add = testpy.add(3, 5);
            _WriteLog($"add 方法的和是：{add}");

            int[] arr = new int[3] { 2, 4, 6 };
            var sum = testpy.sum(arr);
            _WriteLog($"數(shù)組的和是：{sum}");
        }
        /// <summary>
        ///  調(diào)用python腳本
        /// </summary>

        private void _RunPythonScript()
        {
            Process p = new Process();
            p.StartInfo.FileName = "D:/my_project/Anaconda3/envs/jupyterlab_py310/python.exe";
            p.StartInfo.Arguments = "D:/my_project/first_board_debug/gen_model.py";
            p.StartInfo.UseShellExecute = false;
            p.StartInfo.RedirectStandardOutput = true;
            p.StartInfo.RedirectStandardInput = true;
            p.StartInfo.RedirectStandardError = true;
            p.StartInfo.CreateNoWindow = true;
            _WriteLog($"執(zhí)行python腳本開始------------");
            p.Start();
            /*string output = p.StandardOutput.ReadToEnd(); //讀取控制臺(tái)的輸出信息
            p.WaitForExit();  // 等待外部程序進(jìn)行完畢
            _WriteLog(output);
            _WriteLog($"執(zhí)行python腳本結(jié)束------------ exit code: {p.ExitCode}");*/
            // 如果使用異步讀取輸出流，python程序不會(huì)自動(dòng)退出，調(diào)用WaitForExit會(huì)阻塞，
            // 必須自己根據(jù)返回來的字符串來決定程序是否已經(jīng)執(zhí)行完成
            p.BeginOutputReadLine();
            p.OutputDataReceived += new DataReceivedEventHandler(outputDataReceived);
        }

        /// <summary>
        /// 輸出執(zhí)行python腳本的控制臺(tái)信息
        /// </summary>
        private void outputDataReceived(object sender, DataReceivedEventArgs e)
        {
            if (!string.IsNullOrEmpty(e.Data))
            {
                _WriteLog(e.Data);
                if (e.Data == "done")
                {
                    var p = sender as Process;
                    if(p!=null)
                    {
                        _WriteLog($"執(zhí)行python腳本結(jié)束");
                        p.Close();
                    }
                }
            }
        }

        private void _WriteLog(string? log)
        {
            this.Dispatcher.Invoke(() => {
                Paragraph para = new Paragraph() { Margin = new Thickness(0) };
                para.Inlines.Add(new Run(log) { Foreground = Brushes.Black });
                txtOutputResult.Document.Blocks.Add(para);
            });
        }
    }
}

運(yùn)行效果