摘要：在实际开发过程中，免不了涉及到混合编程，比如，对于python这种脚本语言，性能还是有限的，在一些对性能要求高的情景下面，还是需要使用c/c++来完成。
那怎样做呢？我们能使用pybind11作为桥梁，pybind11的优点是对C++ 11支持很好，API比较简单，现在我们就简单记下Pybind11的入门操作。
1. pybind11简介与环境安装
Pybind11 是一个轻量级只包含头文件的库，用于 Python 和 C++ 之间接口转换，可以为现有的 C++ 代码创建 Python 接口绑定。Pybind11 通过 C++ 编译时的自省来推断类型信息，来最大程度地减少传统拓展 Python 模块时繁杂的样板代码， 已经实现了 STL 数据结构、智能指针、类、函数重载、实例方法等到Python的转换，其中函数可以接收和返回自定义数据类型的值、指针或引用。
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直接使用pip安装
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pip3
install pybind11
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由于pybind11依赖于pytest，所以在安装前需要先把pytest给安装上
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pip3
install pytest
2. 求和函数
首先，我们编写一个C++源文件，命名为example.cpp。
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// pybind11 头文件和命名空间
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#include <pybind11/pybind11.h>
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namespace py = pybind11;
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int add(int i, int j)
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{
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return i + j;
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}
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PYBIND11_MODULE(example, m)
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{
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// 可选，说明这个模块是做什么的
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m.doc() =
"pybind11 example plugin";
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//def( "给python调用方法名"， &实际操作的函数， "函数功能说明" ). 其中函数功能说明为可选
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m.def(
"add", &add,
"A function which adds two numbers", py::arg(
"i")=
1, py::arg(
"j")=
2);
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}
PYBIND11_MODULE()宏函数将会创建一个函数，在由Python发起import语句时该函数将会被调用。模块名字“example”，由宏的第一个参数指定（千万不能出现引号）。第二个参数"m"，定义了一个py::module的变量。函数py::module::def()生成绑定代码，将add()函数暴露给Python。
我们使用CMake进行编译。首先写一个CMakeLists.txt。
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cmake_minimum_required(
VERSION
2.8.
12)
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project(
example)
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add_subdirectory(
pybind11)
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pybind11_add_module(
example example.cpp)
就是CMakeList.txt和example.cpp放在一个目录下面。
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cmake .
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make
会生成example.cpython-36m-x86_64-linux-gnu.so文件。
这个文件就是python可以调用的文件。还是在相同目录下运行python，进入python命令行
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import example
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example.add(3, 4)
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[
out]:
7
3. STL和python内建数据类型的对应关系
在使用python编程时，常使用内建容器作为函数的参数和返回值，python语言的这种特性使我们的程序变得非常灵活和易于理解。那么在使用pybind11封装C++实现的函数的时候，如何保留这一特性呢？本文介绍pybind11实现list和dict作为参数及返回值的方法。
返回vector
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//文件名：func.cpp
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#include "func.h"
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vector<
long> list_square(vector<
long> &in_list, vector<
long>& out_list){
-
vector<
long>::iterator iter;
-
for(iter = in_list.begin(); iter != in_list.end(); iter++){
-
out_list.push_back(*iter * *iter);
-
}
-
return out_list;
-
}
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-
map<string,
long> dict_square(map<string,
long>& in_dict, map<string,
long>& out_dict){
-
map<string,
long>::iterator iter;
-
iter = in_dict.begin();
-
while(iter != in_dict.end()){
-
out_dict.insert({iter->first, iter->second * iter->second});
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iter++;
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}
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return out_dict;
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}
- 写pybind11封装函数
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//文件名：func_wrapper.cpp
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#include <pybind11/pybind11.h>
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#include<pybind11/stl.h>
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#include "func.h"
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PYBIND11_MODULE(square, m){
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m.doc() =
"Square the members of the container";
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m.def(
"list_square", &list_square);
-
m.def(
"dict_square", &dict_square);
-
}
返回struct
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#include <pybind11/pybind11.h>
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#include <iostream>
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struct Foo {
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std::
string a;
-
};
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-
void show(Foo f) {
-
std::
cout << f.a <<
std::
endl;
-
}
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namespace py = pybind11;
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PYBIND11_PLUGIN(example) {
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py::module m("example", "pybind11 example plugin");
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m.def(
"show", &show,
"Prints a");
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py::class_<Foo>(m,
"Foo")
-
.def_readwrite(
"a", &Foo::a);
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return m.ptr();
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}
- 写pybind11封装函数
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import sys
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sys.path.append(
".")
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import example
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b = example.
Foo
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b.a =
"Hello"
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example.show(b)
此外：提供一些常用的参考链接
pybind11 — Seamless operability between C++11 and Python
python调用c++利器–pybind11
基于pybind11实现Python调用c++编写的CV算法–下 （Linux+Cmake）
跟我一起学习pybind11 之一
pybind11封装的函数实现内建容器作为参数及返回值
本文分享自华为云社区《混合编程 — python调用C++之pybind11入门》，原文作者：SNHer。
转载：https://blog.csdn.net/devcloud/article/details/114823765