Как поймать python stdout в коде С++

Если я правильно понимаю ваш вопрос, вы хотите записать stdout/stderr в переменную в вашем C++? Вы можете сделать это, перенаправив stdout/stderr в переменную Python, а затем запросив эту переменную в свой C++. Обратите внимание, что я не сделал правильный подсчет ссылок ниже:

#include <Python.h>
#include <string>

int main(int argc, char** argv)
{
    std::string stdOutErr =
"import sys\n\
class CatchOutErr:\n\
    def __init__(self):\n\
        self.value = ''\n\
    def write(self, txt):\n\
        self.value += txt\n\
catchOutErr = CatchOutErr()\n\
sys.stdout = catchOutErr\n\
sys.stderr = catchOutErr\n\
"; //this is python code to redirect stdouts/stderr

    Py_Initialize();
    PyObject *pModule = PyImport_AddModule("__main__"); //create main module
    PyRun_SimpleString(stdOutErr.c_str()); //invoke code to redirect
    PyRun_SimpleString("print(1+1)"); //this is ok stdout
    PyRun_SimpleString("1+a"); //this creates an error
    PyObject *catcher = PyObject_GetAttrString(pModule,"catchOutErr"); //get our catchOutErr created above
    PyErr_Print(); //make python print any errors

    PyObject *output = PyObject_GetAttrString(catcher,"value"); //get the stdout and stderr from our catchOutErr object

    printf("Here's the output:\n %s", PyString_AsString(output)); //it's not in our C++ portion

    Py_Finalize();


    return 0;

}

Вот дружественное к С++ решение, которое я разработал в последнее время.

Я объясняю некоторые подробности в своем блоге: Перенаправление Python sys.stdout в C++, где я также указываю на репозиторий на моем GitHub, где можно найти самую последнюю версию. Вот полный пример, основанный на текущем коде на момент публикации этого ответа:

#include <functional>
#include <iostream>
#include <string>
#include <Python.h>

namespace emb
{

typedef std::function<void(std::string)> stdout_write_type;

struct Stdout
{
    PyObject_HEAD
    stdout_write_type write;
};

PyObject* Stdout_write(PyObject* self, PyObject* args)
{
    std::size_t written(0);
    Stdout* selfimpl = reinterpret_cast<Stdout*>(self);
    if (selfimpl->write)
    {
        char* data;
        if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &data))
            return 0;

        std::string str(data);
        selfimpl->write(str);
        written = str.size();
    }
    return PyLong_FromSize_t(written);
}

PyObject* Stdout_flush(PyObject* self, PyObject* args)
{
    // no-op
    return Py_BuildValue("");
}

PyMethodDef Stdout_methods[] =
{
    {"write", Stdout_write, METH_VARARGS, "sys.stdout.write"},
    {"flush", Stdout_flush, METH_VARARGS, "sys.stdout.flush"},
    {0, 0, 0, 0} // sentinel
};

PyTypeObject StdoutType =
{
    PyVarObject_HEAD_INIT(0, 0)
    "emb.StdoutType",     /* tp_name */
    sizeof(Stdout),       /* tp_basicsize */
    0,                    /* tp_itemsize */
    0,                    /* tp_dealloc */
    0,                    /* tp_print */
    0,                    /* tp_getattr */
    0,                    /* tp_setattr */
    0,                    /* tp_reserved */
    0,                    /* tp_repr */
    0,                    /* tp_as_number */
    0,                    /* tp_as_sequence */
    0,                    /* tp_as_mapping */
    0,                    /* tp_hash  */
    0,                    /* tp_call */
    0,                    /* tp_str */
    0,                    /* tp_getattro */
    0,                    /* tp_setattro */
    0,                    /* tp_as_buffer */
    Py_TPFLAGS_DEFAULT,   /* tp_flags */
    "emb.Stdout objects", /* tp_doc */
    0,                    /* tp_traverse */
    0,                    /* tp_clear */
    0,                    /* tp_richcompare */
    0,                    /* tp_weaklistoffset */
    0,                    /* tp_iter */
    0,                    /* tp_iternext */
    Stdout_methods,       /* tp_methods */
    0,                    /* tp_members */
    0,                    /* tp_getset */
    0,                    /* tp_base */
    0,                    /* tp_dict */
    0,                    /* tp_descr_get */
    0,                    /* tp_descr_set */
    0,                    /* tp_dictoffset */
    0,                    /* tp_init */
    0,                    /* tp_alloc */
    0,                    /* tp_new */
};

PyModuleDef embmodule =
{
    PyModuleDef_HEAD_INIT,
    "emb", 0, -1, 0,
};

// Internal state
PyObject* g_stdout;
PyObject* g_stdout_saved;

PyMODINIT_FUNC PyInit_emb(void) 
{
    g_stdout = 0;
    g_stdout_saved = 0;

    StdoutType.tp_new = PyType_GenericNew;
    if (PyType_Ready(&StdoutType) < 0)
        return 0;

    PyObject* m = PyModule_Create(&embmodule);
    if (m)
    {
        Py_INCREF(&StdoutType);
        PyModule_AddObject(m, "Stdout", reinterpret_cast<PyObject*>(&StdoutType));
    }
    return m;
}

void set_stdout(stdout_write_type write)
{
    if (!g_stdout)
    {
        g_stdout_saved = PySys_GetObject("stdout"); // borrowed
        g_stdout = StdoutType.tp_new(&StdoutType, 0, 0);
    }

    Stdout* impl = reinterpret_cast<Stdout*>(g_stdout);
    impl->write = write;
    PySys_SetObject("stdout", g_stdout);    
}

void reset_stdout()
{
    if (g_stdout_saved)
        PySys_SetObject("stdout", g_stdout_saved);

    Py_XDECREF(g_stdout);
    g_stdout = 0;
}

} // namespace emb

int main()
{
    PyImport_AppendInittab("emb", emb::PyInit_emb);
    Py_Initialize();
    PyImport_ImportModule("emb");

    PyRun_SimpleString("print(\'hello to console\')");

    // here comes the ***magic***
    std::string buffer;
    {
        // switch sys.stdout to custom handler
        emb::stdout_write_type write = [&buffer] (std::string s) { buffer += s; };
        emb::set_stdout(write);
        PyRun_SimpleString("print(\'hello to buffer\')");
        PyRun_SimpleString("print(3.14)");
        PyRun_SimpleString("print(\'still talking to buffer\')");
        emb::reset_stdout();
    }

    PyRun_SimpleString("print(\'hello to console again\')");
    Py_Finalize();

    // output what was written to buffer object
    std::clog << buffer << std::endl;
}

Это позволяет перехватывать вывод sys.stdout.write с любой вызываемой сущностью C++: свободной функцией, функцией-членом класса, именованными функциональными объектами или даже анонимными функциями, как в приведенном выше примере, где я использую лямбда C++11.

Обратите внимание, что это минимальный пример для представления основной концепции. В готовом к работе коде, безусловно, требуется больше внимания к подсчету ссылок PyObject, избавлению от глобального состояния и так далее.

Я знаю, что этот вопрос старый, но на одну часть вопроса еще не ответили:

«Как перехватить вывод команд, которые не записывают напрямую в стандартный вывод Python, например: 1+1?»

Вот шаги (для Python 3.4):

1. Перенаправьте stdout/stderr в переменную Python, используя решение Марка: https://stackoverflow.com/a/4307737/1046299

2. Скопируйте функцию PyRun_InteractiveOneObject(FILE *fp, PyObject *filename, PyCompilerFlags *flags) из исходного кода Python. Он находится в файле pythonrun.c

3. Измените имя и сигнатуру функции PyRun_InteractiveOneObject, чтобы новая функция принимала const char* (ваша команда) в качестве первого параметра вместо FILE*. Тогда вам нужно будет использовать PyParser_ASTFromStringObject вместо PyParser_ASTFromFileObject в реализации функции. Обратите внимание, что вам нужно будет скопировать функцию run_mod как есть из Python, поскольку она вызывается внутри функции.

4. Вызовите новую функцию своей командой, например 1+1. Теперь стандартный вывод должен получить вывод 2.