IronPython和C#交互

IronPython是一个.NET平台上的Python实现，包括了完整的编译器、执行引擎与运行时支持，能够与.NET已有的库无缝整合到一起。

IronPython已经很好的集成到了.NET framework中，所以Ironpython和C#的交互也就变得很简单了。下面就通过一些简单的例子来看看IronPython和C#之间的交互。

环境设置

工欲善其事，必先利其器，所以在开始IronPython的开发之前，我们先找到一个方便的开发环境。

PTVS（Python tools for Visual Studio）是一个免费开源的VisualStudio的插件，支持 VisualStudio 2010/2012/2013，安装好这个插件之后，我们就可以直接通过VS进行IronPython的开发了。

下面一个截图显示了我们可以新建的项目模板：

IronPython调用C#

首先我们看下如何在IronPython中使用C#的简单例子。

使用标准.NET库

在.NET中，有很多标准库，在IronPython中，就可以使用import来引入这些标准库来直接使用。看一个简单的例子，我们使用.NET中的String和DateTime

from System import DateTime, String 
formatStr = String.Format("{0} {1}", "Hello World! The current date and time is ", DateTime.Now) 
print formatStr  
print dir(String)
raw_input("press Enter to exit!")

代码输出如下，可以看到在IronPython代码中，可以通过String的Format方法进行字符串格式化的输出。

引入.NET库

在.NET开发中，会经常通过References来引用一些.NET库，当然在IronPython项目中，也可以引用并使用.NET库。

例如，现在我们有一个Calc的计算类型，里面有一个Add和Sub方法。通过这个类型，生成了一个CalcLib.dll。

namespace CalcLib
{
    public class Calc
    {
        public int Add(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }

        public int Sub(int a, int b)
        {
            return a - b;
        }
    }
}

下面看看如何在IronPython项目中使用这个dll，在IronPython中，可以使用"clr"模块来添加.NET引用：

import clr
clr.AddReference('CalcLib')
#clr.AddReferenceToFile('CalcLib.dll')
from CalcLib import Calc
print dir(Calc)
calcObj = Calc()
print "result of 3+4 is:", calcObj.Add(3,4)
print "result of 10+2 is:", calcObj.Sub(10,2)

raw_input("press Enter to exit!")

代码输出如下，当引用了CalcLib.dll之后，我们就可以使用Calc类型创建实例，并且使用实例的C#方法。

IronPython创建WPF应用

在IronPython项目中，也可以引入WPF相关的.NET库，这样就可以方便的创建图形界面应用。

安装过PTVS之后，里面有个"IronPython WPF Application"的模板，通过这个模板，可以直接创建WPF应用。

在新建的项目中，VS会帮我们自动引用WPF相关的库，同时会有一个.py和.xaml文件。

下面看一个简单的例子，通过IrpnPython实现的一个简单计算器，界面的代码如下：

<Grid>
    <Grid.RowDefinitions>
        <RowDefinition></RowDefinition>
        <RowDefinition></RowDefinition>
        <RowDefinition></RowDefinition>
        <RowDefinition></RowDefinition>
        <RowDefinition></RowDefinition>
        <RowDefinition></RowDefinition>
    </Grid.RowDefinitions>
    <Grid.ColumnDefinitions>
        <ColumnDefinition></ColumnDefinition>
        <ColumnDefinition></ColumnDefinition>
        <ColumnDefinition></ColumnDefinition>
        <ColumnDefinition></ColumnDefinition>
    </Grid.ColumnDefinitions>
       
    <TextBlock Name="InputTb" Grid.Row="0" Grid.ColumnSpan="4"/>
    <TextBlock Name="ResultTb" Grid.Row="1" Grid.ColumnSpan="3"/>
       
    <Button Content="1" Grid.Row="2" Grid.Column="0" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="2" Grid.Row="2" Grid.Column="1" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="3" Grid.Row="2" Grid.Column="2" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="4" Grid.Row="3" Grid.Column="0" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="5" Grid.Row="3" Grid.Column="1" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="6" Grid.Row="3" Grid.Column="2" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="7" Grid.Row="4" Grid.Column="0" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="8" Grid.Row="4" Grid.Column="1" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="9" Grid.Row="4" Grid.Column="2" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="0" Grid.Row="5" Grid.Column="0" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="+" Grid.Row="2" Grid.Column="3" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="-" Grid.Row="3" Grid.Column="3" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="*" Grid.Row="4" Grid.Column="3" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="/" Grid.Row="5" Grid.Column="3" Click="Input_Button_Click"/>
    <Button Content="." Grid.Row="5" Grid.Column="1" Click="Input_Button_Click"/>
    
    <Button Content="C" Grid.Row="5" Grid.Column="2" Click="Clear_Button_Click"/>

    <Button Content="=" Grid.Row="1" Grid.Column="3" Click="Calc_Button_Click"/>
</Grid>

对应的IronPython代码如下：

from __future__ import division
import traceback 
import wpf

from System.Windows import Application, Window, MessageBox

class MyWindow(Window):
    def __init__(self):
        wpf.LoadComponent(self, 'IronPythonWPF.xaml')

    def Calc_Button_Click(self, sender, e):
        try:
            result = eval(self.InputTb.Text)
            self.ResultTb.Text = str(result)
        except Exception, e:
            tracelog = traceback.format_exc()
            MessageBox.Show(str(e))
            
        pass
    
    def Clear_Button_Click(self, sender, e):
        self.InputTb.Text = ""
        self.ResultTb.Text = ""
        pass
    
    def Input_Button_Click(self, sender, e):
        self.InputTb.Text += sender.Content
        pass
    
if __name__ == '__main__':
    Application().Run(MyWindow())

代码运行效果如下：

C#调用IronPython

前面介绍了在IronPython中如何使用.NET库，下面看看通过C#代码执行IronPython脚本。在.NET framework中，包含了IronPython的编译器和执行引擎，所以我们可以通过C#代码创建一个引擎实例，然后执行脚本。

先看看我们需要使用的类型：

• ScriptEngine： 动态语言（IronPython）执行类，可于解析和执行动态语言代码。
• ScriptScope：构建一个执行上下文，其中保存了环境及全局变量；宿主(Host)可以通过创建不同的 ScriptScope 来提供多个数据隔离的执行上下文。
• ScriptSource：操控动态语言代码的类型，可以编译（Compile）、运行（Execute）代码。

现在我们有一个简单的打印当前时间的IronPython脚本：

import datetime
print "current datetiem is:", datetime.datetime.now()

然后就可以使用下面的方式执行脚本：

static void Main(string[] args)
{
    try
    {
        ScriptEngine engine = Python.CreateEngine();
        ScriptScope scope = engine.CreateScope();

        ScriptSource script = engine.CreateScriptSourceFromFile(@"Script.py");

        var result = script.Execute(scope);
    }
    catch (Exception e)
    {
        Console.WriteLine(e.Message);
    }

    Console.Read();
}

给IronPython传递参数

在ScriptScope类型中，有一个SetVariable方法，我们可以通过这个方法给脚本传递参数。

public void SetVariable(string name, object value)

这样，我们就可以把一个C#实例传递给IronPython，然后脚本就可以使用C#实例的成员。看一个例子：

public class Student
{
    public int Age { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public override string ToString()
    {
        return string.Format("{0} is {1} years old", this.Name, this.Age);
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        try
        {
            ScriptEngine engine = Python.CreateEngine();
            ScriptScope scope = engine.CreateScope();
            Student stu = new Student { Name = "Wilber", Age = 28 };
            scope.SetVariable("stuObj", stu);
            ScriptSource script = engine.CreateScriptSourceFromFile(@"PrintStuInfo.py");

            var result = script.Execute(scope);

        }
        catch (Exception e)
        {
            Console.WriteLine(e.Message);
        }

        Console.Read();
    }
}

在这个例子中，C#代码中创建了一个Student类型的实例，并把这个实例传递给了PrintStuInfo.py脚本。

print "Student name:", stuObj.Name
print "Student age:", stuObj.Age
print stuObj.ToString()

通过输出可以看到，IronPython脚本可以方便的访问C#实例的成员。

总结

本篇文章通过一些例子演示了IronPython与C#的交互，感觉有几个例子还是很有意思的。

有时候使用C#调用IronPython可以使程序变得更加灵活，通过一个C#类型提供一组封装好的操作，每次构建类型实例然后传递给脚本；这样，用户就可以编写IronPython脚本，然后使用C#类型中提供的操作方法，从而实现不同的自定义操作。