使用pybind11封装C++实现Python调用-开发者社区-阿里云

《人生苦短，我用python·三》pybind11简单使用

2023-11-16 2171

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简介： 《人生苦短，我用python·三》pybind11简单使用

Pybind11 是一个轻量级的 C++ 库，用于将你的 C++ 代码暴露给 Python 调用（反之也可，但主要还是前者）。Pybind11 借鉴了 Boost::Python 库的设计，但使用了更为简洁的实现方式，使用了大量 C++11 的新特性，更易于使用。

对于Pybind11和Ctype方式都可以使用Python访问C++代码，但区别在于使用 PyBind11，我们可以更轻松地共享许多数据类型，而使用 ctypes 是一种低级的 C 样式解决方案，共享许多数据类型需要相当多的低级解决方法。例如，虽然ctypes不支持复数等基本的东西，但PyBind11使Numpy与Eigen完全互操作，需要最少的代码。

使用pybind11需要注意的是开发者使用哪个版本编译的pybind11，调用者也必须使用这个版本的python才可以调用。

Pybind11使用：

1、先安装pybind11

pip install pybind11

2、克隆pybind11代码

git clone pybind11代码（https://github.com/pybind/pybind11）

3、加入Python头文件

（1）VS2019创建动态库（我这里是写了一个C++动态库专门存放pybind11的接口），在附加包含目录加入pybind11和python头文件（注意：动态库的cpp文件不要删掉，不然编译无法生产lib文件）

（2）附加库目录：

（3）附加依赖项：

（4）属性-配置属性-高级-目标文件扩展名-改为.pyd

（5）加入如下代码（案例）：

#include <pybind11/pybind11.h>
#include<Python.h>
namespace py = pybind11;
PYBIND11_MODULE(pybind, m){
  m.doc() = "pybind11的案例";
  m.def("func", [](){return "这是pybind11的一个方法";}); 
}

编译成功会生成.pyd和.lib文件，可以在python中调用pybind11的方法或者类。

注意：PYBIND11_MODULE后面的名字和文件名要相同

一些常见用法案例：

当前文件名为pybindTest.h

#pragma once
#include <pybind11/pybind11.h>
#include<Python.h>
namespace py = pybind11;
const char* add(int i, int j) 
{
  return "helloworld";
}
PYBIND11_MODULE(pybindTest, m){
  //可选，说明这个模块是做什么的
  m.doc() = "pybind11的案例";
  //7/def(“给python调用方法名”，&实际操作的函效， 函数功能说明” ).其中函数功能说明为可选
  m.def("add", &add, "A function which adds two numbers", py::arg("i") = 1, py::arg("j") = 2):
}

第二条也可以写成m.def(“add”, &add);

python调用：

>>> import sys

>>> sys.path.append(“D:/pybindTest/x64/Debug/”)

>>> import pybindtest

>>> print(pybindtest.add(1,2))

Helloworld

案例2：

py::class_是用来给C++ class 或者 struct-style 的数据结构创建binding的。

py:: init()用来给相应的初始化函数创建binding。

#pragma once
#include <iostream>
#include <vector>
#include <pybind11/pybind11. h>
#include <Python.h>
#include <pybind11/st1.h> /1 函数中用到了C++的STL库，所以要包含该头文件
namespace py = pybind11;
//向量求和，返回一个向量
std::vector<doub1e> sum(const std::vector<doub1e>& vec1, const std::vector<doub1e>& vec2){
  auto result = vec1;
  for(int i = 0:i < vec1.size(); i++){
    result[i] += vec2[i];
  }
  return result;
}
//定义一个向量类
c1ass Vector {
public:
  Vector() = default;
  ~Vector() = default;
  std::vector<double> sum(const std::vector<doub1e>& vecl, const std::vector<double>& vec2) {
    auto result = vec1;
    for(int i=0;i<vec1.size():i++){
      result[i] += vec2[i];
    }
    return result;
  }
}
PYBIND11_MODULE(pybindTest, m){
  //可选，说明这个模块是做什么的
  m.doc() = "pybind11的案例";
  //封装函数
  m.def(sum，&sum);
  //封装类
  pybindll::class_<Vector> (m "Vector")
    .def(pybind1::init())
    .def("sum", &Vector::sum);
}