C++嵌入Python时如何不执行脚本直接调用Python函数

你遇到的两次输出问题由两个原因共同导致：

1. Python模块加载的固有机制：首次导入模块时，解释器会从头到尾执行模块顶层的所有代码，类、函数的定义本质也是可执行语句，必须运行后才能注册到模块命名空间供外部调用，不存在完全不运行脚本就能导入模块内函数/类的可能。你在foo.py顶层写的foo().test()会在导入时自动执行，输出第一次foo.test。
2. C++侧调用逻辑错误：test是foo类的实例方法，并不是模块级别的独立函数，你原代码直接从模块对象取test属性本身就不符合Python的对象模型，正常情况下这里会拿到空指针触发调用失败。

第一步：修改Python脚本，隔离导入时执行和直接运行时执行的逻辑 #

遵循Python通用编码规范，将不需要在导入时执行的业务入口代码放到if __name__ == "__main__":判断块中——当脚本被直接运行时，模块的__name__属性为"__main__"，块内代码会执行；当脚本被导入时，__name__为模块名（这里是"foo"），块内代码不会触发。
修正后的foo.py代码：

# foo.py
class foo:
    def test(self):
        print("foo.test")


if __name__ == "__main__":
    # 仅直接运行脚本时执行，导入时不触发
    foo().test()

第二步：修正C++侧调用逻辑 #

嵌入式Python调用必须先初始化解释器，按照「获取模块->获取类->实例化类->获取实例方法->调用方法」的层级调用，同时做好引用计数回收和对象合法性校验，避免内存泄漏和崩溃。
修正后的main.cpp代码：

// main.cpp
#include <Python.h>

int main()
{
    // 初始化Python解释器，嵌入式调用必须先执行该步骤
    Py_Initialize();
    // 可选：将当前工作目录加入Python模块搜索路径，避免找不到foo.py
    PyRun_SimpleString("import sys; sys.path.insert(0, '.')");

    PyObject* myModule = PyImport_ImportModule("foo");
    if (myModule)
    {
        // 从模块中获取foo类对象
        PyObject* fooCls = PyObject_GetAttrString(myModule, "foo");
        if (fooCls && PyCallable_Check(fooCls))
        {
            // 实例化foo类
            PyObject* fooInstance = PyObject_CallObject(fooCls, nullptr);
            if (fooInstance)
            {
                // 从实例中获取test方法
                PyObject* testMethod = PyObject_GetAttrString(fooInstance, "test");
                if (testMethod && PyCallable_Check(testMethod))
                {
                    // 调用无参的test方法
                    PyObject_CallObject(testMethod, nullptr);
                    // 释放Python对象引用，避免内存泄漏
                    Py_DECREF(testMethod);
                }
                Py_DECREF(fooInstance);
            }
            Py_DECREF(fooCls);
        }
        Py_DECREF(myModule);
    }

    // 关闭Python解释器，回收资源
    Py_Finalize();
    return 0;
}

• 不要尝试通过hack手段跳过模块顶层代码执行，否则会导致模块内的类、函数无法正常注册，后续调用必然失败。
• 所有通过Python C API获取到的PyObject*对象，在不再使用时都需要调用Py_DECREF减少引用计数，嵌入式场景长期运行如果漏写会出现严重的内存泄漏问题。
• 调用Python对象前最好通过PyCallable_Check校验对象是否可调用，避免空指针或类型错误导致程序崩溃。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者happy_S