让 C# 和 Python 为这项机器学习任务进行通信的最佳方法是什么？答案

【问题标题】：What is the best approach to let C# and Python communicate for this machine learning task?让 C# 和 Python 为这项机器学习任务进行通信的最佳方法是什么？
【发布时间】：2018-08-07 14:18:56
【问题描述】：

我正在使用 Unity 为一个大学项目开发一个简单的游戏。该游戏使用机器学习，因此我需要 TensorFlow 来构建神经网络 (NN)，以根据 NN 的预测完成游戏中的某些动作。

特别是我的学习方法是强化学习。我需要监控环境中的 states 和 rewards [用 C# 编码]，并将它们传递给 NN [用 Python 编码]。然后预测 [来自 Python 代码] 应该被发送回环境 [到 C# 代码]。

遗憾的是，我对如何让 C# 和 Python 进行通信感到很困惑。我在网上读了很多书，但没有什么能真正帮助我。任何人都可以清除我的想法吗？谢谢。

【问题讨论】：

您使用的是哪个操作系统？您可以将 C# 中的 Python 脚本作为系统命令运行。
@EmmetB 感谢您的回答，我正在使用 MacOS。好的，我明白了，所以我可以从 C# 代码运行 Python 脚本，将信息发送到我的 NN。但我现在不知道如何将所做的预测转移回我的 C# 代码，但这是另一回事。我可能会寻找如何做到这一点。谢谢。
stackoverflow.com/questions/206323/…
如果允许，您可以使用 UnityML 库。设置起来非常简单。

标签： c# python unity3d tensorflow machine-learning

【解决方案1】：

如果您使用的是 Unity 机器学习代理，那么连接 C# 代码和 python 并不难。

mlagents Python 包包含两个组件：一个允许您直接与 Unity 环境 (mlagents_envs) 交互的低级 API 和一个训练入口点 (mlagents-learn)，它允许您在 Unity 环境中使用我们对强化学习或模仿学习的实施。请关注此文档以获取更多详细信息https://github.com/Unity-Technologies/ml-agents/blob/master/docs/Training-ML-Agents.md

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以使用 Python for .NET (pythonnet) 将 C# 编译的 DLL 本机与 python 集成

pythonnet 是一个包，它使 Python 程序员与 Windows 上的 .NET 4.0+ 公共语言运行时 (CLR) 和 Linux 和 OSX 上的 Mono 运行时几乎无缝集成。

使用此包，您可以编写 .NET 应用程序脚本或在 Python 中构建整个应用程序，使用以 CLR（C#、VB.NET、F#、C++/CLI）为目标的任何语言编写的 .NET 服务和组件。

安装

    pip install pythonnet

在python中使用编译好的类库My.dll：

    import clr
    clr.AddReference("My.DLL")
    # call methods in dll

查看working example

github中的pythonnet

如何在python中使用包WIKI

【讨论】：

【解决方案3】：

关于进程间通信，绝对值得一看的是（Win32）命名管道。它几乎与写入或读取文件一样简单。比 TCP/IP 更容易，您甚至可以通过本地网络进行通信，至少如果您有访问权限的话。添加您自己的序列化代码并完成。

虽然它有点不对称（在一个方向上你只需打开一个带有管道名称的文件，在相反方向你必须创建一个命名管道对象，不记得哪个是哪个）。

例如见Example of Named Pipes

如果您在 Google 上搜索“命名管道窗口”，您会发现大量信息。但请记住不要使用匿名管道（它们很丑）。

【讨论】：

这是一个非常有用的解决方案，我故意从我的回答中省略了。根据我的经验，许多人只是觉得很困难，出于某种原因。但它绝对值得一试，因为它（理论上）比我的解决方案更简单。
是的，我记得当时我必须做一些研究，但在我看来这是值得的。
哪种方法的开销最小：UDP/TCP 连接还是命名管道？
@KaranJoisher：如果您在本地网络上使用管道，那么它们是由 tcp 传输的，因此它们肯定比直接使用 tcp 具有更高的开销。在同一台机器上，它们似乎大致相同。见stackoverflow.com/questions/10872557/…
那么如果在同一台机器上 TCP 和命名管道的性能相似，那么 TCP 和 UDP 哪个更好？因为我的应用程序的数据传输需要是实时的，所以似乎 UDP 应该是首选

【解决方案4】：

你有几个选择：

子进程

您可以通过 Unity 的 C# 打开 python 脚本，然后向进程发送标准输出和标准输入数据。在 Python 方面，它就像 input() 和 print() 一样简单，而在 C# 方面，它基本上是从 Stream 对象读取和写入（据我所知）

UDP/TCP 套接字

您可以让您的 Python 成为 UDP/TCP 服务器（如果您必须传输大量数据，最好使用 UDP，而且编码可能更简单）。然后创建一个 C# 客户端并向 Python 服务器发送请求。 python 服务器将执行处理（AI 魔术，耶！）然后将结果返回到 Unity 的 C#。在 C# 中，您必须研究 UdpClient 类，而在 Python 中，您必须研究 socket 模块。

【讨论】：

感谢您的回答。这是一个有趣的方法。我会试试看，我会告诉你的。
很高兴听到！祝你的项目好运。