使用BeeWare实现iOS调用Python

该博客介绍了使用Python和BeeWare开发iOS应用的详细步骤。先进行准备工作,包括安装Python和设置虚拟环境;接着创建BeeWare应用程序,介绍了安装工具、引导新项目及项目架构;然后讲解了将应用部署到iOS的过程;最后说明了添加第三方依赖库的方法。

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1、准备工作

1.1、安装Python

1.2、设置虚拟环境

我们现在将创建一个虚拟环境——一个“沙盒”,如果我们将软件包安装到虚拟环境中,我们计算机上的任何其他Python项目将不会受到影响。如果我们把虚拟环境搞得一团糟,我们将能够简单地删除它并重新开始,而不会影响我们计算机上的任何其他Python项目,也无需重新安装Python。

mkdir beeware-tutorial
cd beeware-tutorial
python3 -m venv beeware-venv
source beeware-venv/bin/activate

如果生效,终端提示符应该被更改,它应该有一个(beeware-venv)前缀。表明目前处于BeeWare虚拟环境中。

如果不是,请重新运行最后一个命令(activate命令)以重新激活虚拟环境。

2、创建BeeWare应用程序

2.1、安装BeeWare工具

BeeWare可用于打包应用程序以分发给最终用户,但它也可用于引导新项目。确保你处于beeware-venv虚拟环境,然后运行:

python -m pip install briefcase

2.2、引导一个新项目

我们将使用以下命令创建一个名为Hello World的应用程序:

briefcase new

BeeWare将要求我们提供新应用程序的一些细节:

  • Formal Name - 接受默认值: Hello World.
  • App Name - 接受默认值:helloworld。
  • Bundle - 如果您拥有自己的域名,请按相反顺序输入该域名。(例如,如果您拥有“cupcakes.com”域名,请输入com.cupcakes作为包名)。如果您没有自己的域名,请接受默认包名(com.example)。
  • Project Name - 接受默认值: Hello World.
  • Description - 描述信息,接受默认值
  • Author - 输入您自己的姓名。
  • Author’s email - 输入您自己的电子邮件地址。这将在配置文件、帮助文本以及将应用程序提交到应用程序商店时需要电子邮件的任何地方中使用。
  • URL - 您应用程序的登录页面的URL。同样,如果您拥有自己的域名,请在该域名(包括https://)输入URL。否则,只需接受默认URL(https://example.com/helloworld)。此URL不需要实际存在(目前);只有当您将应用程序发布到应用程序商店时,它才会被使用。
  • License - 接受默认许可证:BSD。这不会影响项目运行。
  • GUI framework - 接受默认选项,Toga(BeeWare自己的GUI工具包)。

BeeWare将生成一个项目架构:

beeware-tutorial/
    beeware-venv/
        ...
    helloworld/
        CHANGELOG
        LICENSE
        README.rst
        pyproject.toml
        src/
            helloworld/
                resources/
                    helloworld.icns
                    helloworld.ico
                    helloworld.png
                __init__.py
                __main__.py
                app.py
        tests/
            __init__.py
            helloworld.py
            test_app.py

这个架构实际上是一个功能齐全的应用程序,没有添加任何其他内容。src目录包含应用程序的所有代码,tests目录包含初始测试用例,pyproject.toml文件描述了如何打包应用程序进行分发,包含刚刚提供给BeeWare的配置详细信息。

2.3、项目架构

在src/helloworld目录中,您应该看到3个文件:__init__.py、__main__.py和app.py。
__init__.py 将helloworld目录标记为可导入的Python模块。它是一个空文件;它存在的事实告诉Python解释器,helloworld目录定义了一个模块。
__main__.py 将helloworld模块标记为一个可执行模块类型
app.py 包含创建应用程序窗口的逻辑

3、部署到iOS

要编译iOS应用程序,我们需要Xcode

3.1、创建iOS应用程序脚手架

briefcase create iOS

完成后,我们将有一个build/helloworld/ios/xcode目录,其中包含Xcode项目,以及应用程序所需的支持库和应用程序代码。

3.2、编译iOS应用程序:

briefcase build iOS

3.3、运行iOS应用程序:

briefcase run iOS

也可以直接用Xcode打开项目进行编译运行。

4、添加第三方依赖库

以requests为例

在app.py添加import requests

此时运行时报错:

ModuleNotFoundError: No module named 'requests'

在app的根目录中有一个名为pyproject.toml的文件。这个文件包含第一次运行 briefcase new命令时提供的所有配置细节

修改requires配置

requires = [
    "requests",
]

当Briefcase构建app时,会自动运行pip install requests命令把requests包安装到app中。

将修改pyproject.toml后,执行下面命令升级已打包app中的依赖项:

briefcase update iOS

升级完成后,使用briefcase build iOS和 briefcase run iOS命令重新运行

<think>我们正在讨论的是在.NETMAUI应用中执行Python脚本。根据引用[3],我们知道MAUI是一个跨平台框架,用于构建移动和桌面应用。要在MAUI中调用Python脚本,我们可以考虑以下几种方法:1.**使用IronPython(仅限Windows)**:IronPython是一个在.NET平台上运行的Python实现,但它主要支持Windows,且不支持Python3的所有特性。 2. **通过进程调用Python解释器**:这是跨平台的通用方法,即在MAUI应用中启动一个进程来运行系统上安装的Python解释器并执行脚本。 3. **使用Python.NET**:Python.NET是一个在.NET中嵌入Python的接口,它支持最新的Python版本,并且跨平台。但需要确保目标平台(如Android、iOS)上安装了Python。由于MAUI应用需要跨平台(包括Windows、macOS、Android、iOS),因此最通用的方法是第二种:通过进程调用系统上的Python解释器。但是,在移动平台(Android/iOS)上,系统可能没有预装Python,因此我们需要将Python解释器打包进应用,或者使用其他方式。考虑到移动平台的限制,我们可能需要一个更集成的解决方案。这里,我们可以考虑使用Web服务的方式,将Python脚本放在服务器上,然后通过HTTP请求调用。但这种方式需要网络连接。 另一种方法是使用支持移动平台的Python环境,比如BeeWare(它可以将Python应用打包成移动应用),但这不是在MAUI中直接调用。因此,针对移动平台,我们可能需要将Python解释器和脚本一起打包到应用中。这可以通过将Python解释器编译为移动平台的本地库(如使用PyDroid或类似工具)来实现,但这比较复杂。 鉴于以上,我们这里重点介绍在桌面平台(Windows/macOS)上通过进程调用的方法,并简要提及移动平台的替代方案。###步骤####1.桌面平台(Windows/macOS)通过进程调用Python在MAUI桌面应用中,我们可以使用`System.Diagnostics.Process`来调用Python解释器。**示例代码**: ```csharpusingSystem.Diagnostics;publicstringRunPythonScript(string scriptPath,string arguments) {//设置Python解释器的路径(如果已经在系统PATH中,可以直接写"python"或"python3")string pythonExe= "python";//或指定完整路径//创建进程启动信息ProcessStartInfostart =new ProcessStartInfo{FileName= pythonExe,Arguments =$"{scriptPath} {arguments}",UseShellExecute =false,CreateNoWindow= true,RedirectStandardOutput =true,RedirectStandardError= true};//启动进程using(Processprocess =Process.Start(start)){using(StreamReader reader= process.StandardOutput){stringresult =reader.ReadToEnd();string error= process.StandardError.ReadToEnd();if (!string.IsNullOrEmpty(error)){//处理错误Debug.WriteLine($"Error:{error}");}return result;}} }``` 在MAUI中调用此方法时,需要注意:-确保目标系统安装了Python,并且可执行文件路径正确。-将Python脚本作为资源添加到项目中,并在运行时确定其路径(MAUI中可以使用文件系统访问,具体参考[MAUI文件系统](https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/maui/platform-integration/storage/file-system-helpers?tabs=windows))。 ####2.移动平台(Android/iOS)的替代方案在移动平台上,由于系统可能没有Python,我们可以: -**使用Python解释器库**:将Python解释器(如CPython)编译为移动平台的库,然后通过P/Invoke调用。这比较复杂,可以使用现成的库如[Kivy](https://kivy.org)或[BeeWare](https://beeware.org/)提供的工具,但需要额外的工作。- **将Python代码转换为C#**:如果脚本逻辑不复杂,可以考虑重写为C#。- **使用WebAPI**:将Python脚本部署为Web服务,然后MAUI应用通过HTTP调用。 ####3.使用第三方库-**Python.NET**:可以在.NET中调用Python,但需要目标平台有Python环境。在移动平台上同样需要打包Python环境。###打包Python脚本和解释器对于移动平台,我们可以尝试将Python解释器和脚本一起打包到应用中。这通常需要:1.将Python解释器(针对Android/iOS编译的版本)和脚本放入应用的资源中。 2.在应用启动时,将解释器和脚本复制到应用的存储目录。3.通过进程调用(在Android/iOS上,启动进程可能受到限制,但可以使用`System.Diagnostics.Process`或特定平台的API)。但是,这个过程比较复杂,且可能因为平台限制而无法实现。因此,对于移动平台,更推荐使用Web API的方式。###示例:在MAUI中调用Python脚本(桌面平台) 假设我们有一个简单的Python脚本`add.py`: ```pythonimport sysif__name__ =="__main__":num1= float(sys.argv[1])num2= float(sys.argv[2])result =num1+ num2print(result)``` 在MAUI中,我们可以这样调用:```csharp//获取脚本路径(假设脚本作为资源放在项目中) stringscriptPath= Path.Combine(Environment.CurrentDirectory, "add.py"); //调用Python脚本string output= RunPythonScript(scriptPath,"35");//解析输出(这里输出是8)double sum= double.Parse(output); ```###注意事项- **安全性**:执行外部脚本存在安全风险,确保脚本来源可靠。- **异常处理**:需要处理进程启动失败、脚本执行错误等异常。 -**性能**:启动外部进程有开销,频繁调用可能影响性能。 ###总结在.NET MAUI中执行Python脚本,对于桌面平台可以直接调用系统Python解释器。对于移动平台,推荐使用WebAPI的方式,或者将关键逻辑用C#重写。如果必须嵌入Python,可以考虑使用Python.NET(需要打包Python环境)或者寻找支持移动平台的Python嵌入方案。§§相关问题§§1.如何在Android应用中打包Python解释器?2..NET MAUI如何访问本地文件系统中的Python脚本? 3.如何将Python脚本部署为WebAPI供MAUI应用调用?4.在MAUI应用中如何捕获Python脚本的错误输出?</think>在 .NET MAUI 应用中执行 Python 脚本,可以通过以下几种方法实现(推荐方法一): ### 方法一:使用进程调用 Python 解释器(跨平台推荐) 这是最通用的方法,适用于所有 MAUI 支持的平台(Windows、Android、iOS、macOS): ```csharp using System.Diagnostics; public async Task<string> ExecutePythonScript(string scriptPath, string arguments = "") { // 获取 Python 解释器路径(根据平台调整) string pythonExe = DeviceInfo.Platform == DevicePlatform.Android ? "/data/data/com.your_app/files/python/bin/python" // Android 特殊路径 : "python"; // Windows/macOS 使用系统 PATH 中的 python var process = new Process { StartInfo = new ProcessStartInfo { FileName = pythonExe, Arguments = $"{scriptPath} {arguments}", RedirectStandardOutput = true, RedirectStandardError = true, UseShellExecute = false, CreateNoWindow = true } }; process.Start(); string output = await process.StandardOutput.ReadToEndAsync(); string error = await process.StandardError.ReadToEndAsync(); await process.WaitForExitAsync(); if (!string.IsNullOrEmpty(error)) throw new Exception($"Python执行错误: {error}"); return output; } ``` **使用示例:** ```csharp // 将脚本文件添加到 Resources/Raw 文件夹 string scriptPath = Path.Combine(FileSystem.AppDataDirectory, "myscript.py"); await ExecutePythonScript(scriptPath, "arg1 arg2"); ``` **Android 特殊配置:** 1. 将 Python 解释器打包到 APK: - 在 `Platforms/Android/Resources/raw` 添加 Python 二进制文件 - 在应用启动时复制到应用目录: ```csharp // 在 MauiProgram.cs 的 CreateMauiApp 中添加 #if ANDROID CopyPythonToAppData(); #endif ``` ### 方法二:使用 Python.NET(仅限 Windows/macOS) 如果只需支持桌面平台,可以使用 [Python.NET](https://github.com/pythonnet/pythonnet): ```csharp // 安装 NuGet 包: Python.Runtime using Python.Runtime; public string RunPythonCode(string code) { using (Py.GIL()) // 获取 Python 全局解释器锁 { dynamic sys = Py.Import("sys"); dynamic result = PyModule.FromString("script", code).GetAttr("main")(); return result.ToString(); } } ``` ### 方法三:通过 REST API 调用(网络依赖) 将 Python 脚本部署为 Web 服务: ```csharp using System.Net.Http; public async Task<string> CallPythonService(string input) { var client = new HttpClient(); var content = new StringContent(input); var response = await client.PostAsync("https://your-python-service.com/run", content); return await response.Content.ReadAsStringAsync(); } ``` ### 关键注意事项 1. **平台兼容性**: - Android/iOS 需要打包 Python 解释器(约 10-20MB) - 使用 `DeviceInfo.Platform` 处理平台差异[^3] 2. **脚本部署**: ```xml <!-- 在 .csproj 中添加 --> <ItemGroup> <MauiAsset Include="Resources\Scripts\*.py" /> </ItemGroup> ``` 3. **性能优化**: - 避免频繁启动 Python 进程(使用长期进程) - 使用 `async/await` 防止 UI 阻塞 4. **安全考虑**: - 沙盒化 Python 执行环境 - 验证脚本输入输出 ### 完整 Android 示例 1. 下载 Android 版 Python:https://github.com/beeware/Python-Android 2. 解压到 `Platforms/Android/Resources/raw/python_android.zip` 3. 启动时解压: ```csharp void CopyPython() { var targetPath = Path.Combine(FileSystem.AppDataDirectory, "python"); if (!Directory.Exists(targetPath)) { using var stream = FileSystem.OpenAppPackageFile("python_android.zip"); Zip.Extract(stream, targetPath); } } ```
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