Cómo capturar python stdout en código c++

Aquí hay una solución amigable para C++ que he desarrollado últimamente.

Explico algunos detalles en mi blog: Python sys.redirección stdout en C++ donde también señalo al repositorio en mi GitHub donde se puede encontrar la versión más reciente. Aquí hay un ejemplo completo basado en el código actual en el momento de publicar esta respuesta:

#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;
}

Esto permite interceptar la salida sys.stdout.write con cualquier tipo de entidad C++ llamable: función libre, función miembro de clase, objetos de función con nombre o incluso funciones anónimas como en el ejemplo anterior donde uso C++11 lambda.

Nota, este es un ejemplo mínimo para presentar el concepto esencial. En el código listo para producción, ciertamente necesita más atención en torno al conteo de referencias de PyObject, deshacerse del estado global, y así sucesivamente.

Sé que esta pregunta es antigua, pero una parte de la pregunta aún no ha sido respondida:{[11]]}

"¿Cómo capturar la salida de comandos que no escriben directamente en la salida estándar de Python, como: 1+1 ?"

Estos son los pasos (para Python 3.4):

1. Redirige stdout / stderr a una variable Python usando la solución de Mark: https://stackoverflow.com/a/4307737/1046299

2. Copie la función PyRun_InteractiveOneObject(FILE *fp, PyObject *filename, PyCompilerFlags *flags) del código fuente de Python. Es ubicado en archivo pythonrun.c

3. Modifique el nombre y la firma de la función PyRun_InteractiveOneObject para que la nueva función tome un const char* (su comando) como primer parámetro en lugar de un FILE*. Entonces necesitará usar PyParser_ASTFromStringObject en lugar de PyParser_ASTFromFileObject en la implementación de la función. Tenga en cuenta que tendrá que copiar la función run_mod as is from Python since it is called within the function.

4. Llame a la nueva función con su comando, por ejemplo 1+1. Stdout ahora debe recibir la salida 2.