前言

为了使用C++ 编写python的扩展程序, 需要使用pybind11, pybind11使用比较简单,文档也比较详细。下面本人分别在Ubuntu和Windows系统上测试使用pybind11

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开发/测试环境

Ubuntu系统

• Ubuntu 18.04
• pybind11
• Anaconda3, with python 3.6
• cmake

Windows系统

• win10 64bit
• Microsoft Visual Studio 2017
• Anaconda3, with python 3.7

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pybind11

https://github.com/pybind/pybind11

image.png image.png image.png image.png

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安装配置

下载pybind11
git clone https://github.com/pybind/pybind11.git

安装pytest
pip install pytest

编译安装

mkdir build
cd build
cmake ..
cmake --build . --config Release --target check

image.png image.png

编译好的动态库

image.png

编译pybind11文档
在doc目录下
make html

image.png

Ctrl + H 显示隐藏文件

image.png image.png image.png

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Windows系统

Requires

• Microsoft Visaul Studio 2017 x64
• Anaconda3 , with python 3.7

Pybind11配置安装

首先直接下载pybind11
https://github.com/pybind/pybind11

image.png

pybind11是 header-only的，因此不需要编译动态链接库，直接使用即可。

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使用VS2017测试

使用C++编写python扩展（python调用C++）

新建一个vs c++工程

image.png

工程配置：

• 设置编译输出类型
• 添加include包含
• 添加lib路径
• 链接器添加lib

1. 编译输出类型

image.png image.png

2. include包含路径

1. python/include

2. pybind11/include

   
   image.png

image.png

3. lib路径

image.png

4. 链接器配置

image.png image.png

C++代码
很简单的一个代码，编写一个python扩展模块，模块中包含一个函数foo() 这是一个lamda函数。

#include<pybind11/pybind11.h>

namespace py = pybind11;

PYBIND11_MODULE(example, m) {

    m.doc() = "pybind11 example module";

    // Add bindings here
    m.def("foo", []() {
        return "Hello, World!";
    });

}

编译生成pyd, lib
(改名为example)

image.png

测试pyd扩展
首先，打开至x64/Release目录， 打开power shell窗口：

image.png

然后，输入python打开python解释器：

image.png

输入python代码：

import example
print(example.foo())

image.png

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继续写一个复杂的例子

计算加，减，乘，除

#include<pybind11/pybind11.h>

namespace py = pybind11;


PYBIND11_MODULE(example, m) {

    m.doc() = "pybind11 example module";

    // Add bindings here
    m.def("foo", []() {
        return "Hello, World!";
    });

    m.def("foo2", []() {
        return "This is foo2!\n";
    });

    m.def("add", [](int a, int b) {
        return a + b;
    });

    m.def("sub", [](int a, int b) {
        return a - b;
    });

    m.def("mul", [](int a, int b) {
        return a * b;
    });

    m.def("div", [](int a, int b) {
        return static_cast<float>(a) / b;
    });

}

image.png

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示例2：

image.png

代码

#include<iostream>
#include<pybind11/pybind11.h>

namespace py = pybind11;


/*
file:///D:/pybind11-master/docs/.build/html/basics.html
*/

# if 1

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int add2(int a, int b) {
    return a + b;
}

int add3(int a, int b) {
    return a + b;
}


PYBIND11_MODULE(demo2, m) {
    
    m.doc() = "example module";
    //函数名称， 函数指针， 描述
    m.def("add", &add, "A function which adds two numbers");
    
    // keyword arguments
    //py::arg("a")
    m.def("add2", &add2, "A function which adds two numbers", py::arg("a"), py::arg("b"));

    //default arguments
    m.def("add3", &add3, "A function which adds two numbers", py::arg("a") = 10, py::arg("b") = 5);

    //Exporting variables
    m.attr("num1") = 100;
    py::object world = py::cast("World");
    m.attr("what") = world;

}

#endif

image.png