使用Python C API时遭遇ModuleNotFoundError问题求助

错误原因分析 #

你遇到的ModuleNotFoundError有两个核心原因：

1. PyImport_Import参数错误：这个函数要求传入Python模块名（不带.py后缀，不能是完整文件路径），你传入的/home/user_1/project/ml/multiply.py会被Python当成完整模块名搜索，自然找不到匹配项。
2. 模块搜索路径未包含目标目录：Python默认的sys.path里没有你的项目目录/home/user_1/project/ml，即便用正确模块名，Python也无法定位到该模块。

解决方案 #

1. 修改C++代码，正确配置搜索路径并导入模块 #

修改后的代码关键部分已标注：

#define PY_SSIZE_T_CLEAN
#include <Python.h>

int
main(int argc, char *argv[])
{
    PyObject *pName, *pModule, *pFunc;
    PyObject *pArgs, *pValue, *sysPath;
    int i;

    if (argc < 3) {
        fprintf(stderr,"Usage: call pythonfile funcname [args]\n");
        return 1;
    }

    Py_Initialize();

    // 获取sys.path对象，将项目目录添加到搜索路径
    sysPath = PySys_GetObject((char*)"path");
    if (sysPath == NULL) {
        fprintf(stderr, "Failed to get sys.path\n");
        return 1;
    }
    PyObject* projectDir = PyUnicode_FromString("/home/user_1/project/ml");
    if (PyList_Append(sysPath, projectDir) != 0) {
        fprintf(stderr, "Failed to add directory to sys.path\n");
        Py_DECREF(projectDir);
        return 1;
    }
    Py_DECREF(projectDir);

    // 传入模块名（不带.py后缀，即multiply）
    pName = PyUnicode_FromString(argv[1]);
    if (!pName) {
        fprintf(stderr, "Failed to create module name object\n");
        return 1;
    }

    pModule = PyImport_Import(pName);
    Py_DECREF(pName);

    if (pModule != NULL) {
        pFunc = PyObject_GetAttrString(pModule, argv[2]);
        /* pFunc is a new reference */

        if (pFunc && PyCallable_Check(pFunc)) {
            pArgs = PyTuple_New(argc - 3);
            for (i = 0; i < argc - 3; ++i) {
                pValue = PyLong_FromLong(atoi(argv[i + 3]));
                if (!pValue) {
                    Py_DECREF(pArgs);
                    Py_DECREF(pModule);
                    fprintf(stderr, "Cannot convert argument\n");
                    return 1;
                }
                /* pValue reference stolen here: */
                PyTuple_SetItem(pArgs, i, pValue);
            }
            pValue = PyObject_CallObject(pFunc, pArgs);
            Py_DECREF(pArgs);
            if (pValue != NULL) {
                printf("Result of call: %ld\n", PyLong_AsLong(pValue));
                Py_DECREF(pValue);
            }
            else {
                Py_DECREF(pFunc);
                Py_DECREF(pModule);
                PyErr_Print();
                fprintf(stderr,"Call failed\n");
                return 1;
            }
        }
        else {
            if (PyErr_Occurred())
                PyErr_Print();
            fprintf(stderr, "Cannot find function \"%s\"\n", argv[2]);
        }
        Py_XDECREF(pFunc);
        Py_DECREF(pModule);
    }
    else {
        PyErr_Print();
        fprintf(stderr, "Failed to load \"%s\"\n", argv[1]);
        return 1;
    }
    if (Py_FinalizeEx() < 0) {
        return 120;
    }
    return 0;
}

2. 修正编译命令 #

原命令中-L参数缺少根路径/，且-lpython指定具体版本可避免冲突，修正后：

g++ testcapi.cpp -I /usr/include/python3.10 -L /usr/lib/python3.10 -lpython3.10 -o a

3. 正确运行程序 #

保持原运行命令即可，此时argv[1]是正确的模块名：

./a multiply multiply 3 2

替代方案：直接加载Python脚本文件 #

若不想用模块导入方式，也可直接加载脚本执行，核心代码片段如下：

// 替换原PyImport_Import部分
FILE* fp = fopen("/home/user_1/project/ml/multiply.py", "r");
if (!fp) {
    fprintf(stderr, "Failed to open script file\n");
    return 1;
}
// 执行脚本，将函数加载到全局命名空间
PyRun_SimpleFile(fp, "/home/user_1/project/ml/multiply.py");
fclose(fp);
// 获取全局命名空间中的函数
pFunc = PyObject_GetAttrString(PyImport_GetModuleDict(), "multiply");
// 后续调用逻辑不变

内容的提问来源于stack exchange，提问作者catfriendly