c++如何用pybind11封装代码给Python调用_c++与Python互操作的pybind11封装教程

使用pybind11可将C++代码封装为Python模块。首先安装pybind11并配置CMake构建系统,编写C++函数或类并通过PYBIND11_MODULE宏导出,利用py::class_绑定类成员,包含pybind11/stl.h支持STL容器与Python类型自动转换,最终通过cmake编译生成可导入的扩展模块。

c++如何用pybind11封装代码给python调用_c++与python互操作的pybind11封装教程

如何用 pybind11 封装 C++ 代码供 Python 调用

在需要性能提升或复用已有 C++ 逻辑的场景中,将 C++ 代码暴露给 Python 使用是一种常见做法。pybind11 是一个轻量而强大的库,能将 C++ 函数、类、对象无缝绑定到 Python,语法简洁且依赖少。下面介绍从零开始使用 pybind11 的完整流程。

安装 pybind11 和构建工具

pybind11 本身是一个头文件库,但需要正确配置构建系统才能生成 Python 可导入的模块。

通过 pip 安装 pybind11 开发包:
pip install pybind11推荐使用 CMake + pybind11setuptools 构建扩展模块。若使用 CMake,确保找到 pybind11 模块:
find_package(pybind11 REQUIRED)

编写简单的 C++ 绑定代码

假设有一个 C++ 函数想在 Python 中调用:

立即学习“Python免费学习笔记(深入)”;

// example.cpp#include int add(int a, int b) {    return a + b;}namespace py = pybind11;PYBIND11_MODULE(example, m) {    m.doc() = "pybind11 example plugin";    m.def("add", &add, "A function that adds two numbers");}

说明:

PYBIND11_MODULE 定义导出模块名(example),不能加分号。m.def() 注册函数,参数依次为 Python 名称、函数指针、文档字符串。

使用 CMake 构建模块

创建 CMakeLists.txt 文件:

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)project(example)find_package(pybind11 REQUIRED)pybind11_add_module(example example.cpp)

编译步骤:

mkdir buildcd buildcmake ..make

成功后会生成 example.cpython-xxx.so(Linux)或 example.pyd(Windows),可在 Python 中直接 import。

封装 C++ 类

pybind11 支持完整类绑定,包括构造函数、方法、属性等。

class MyClass {public:    MyClass(const std::string &name) : name(name) {}    void greet() const {        std::cout << "Hello from " << name << "n";    }    int get_value() const { return value; }private:    std::string name;    int value = 42;};

绑定该类:

PYBIND11_MODULE(example, m) {    py::class_(m, "MyClass")        .def(py::init())        .def("greet", &MyClass::greet)        .def("get_value", &MyClass::get_value);}

Python 中使用:

“`pythonimport exampleobj = example.MyClass(“Test”)obj.greet() # 输出: Hello from Testprint(obj.get_value()) # 输出: 42“`

处理复杂类型和 STL 容器

pybind11 支持自动转换常见 STL 类型,需包含对应头文件。

使用 #include 后,std::vector、std::string、std::map 等可自动与 Python list、dict 互转。例如返回 vector:

std::vector get_numbers() {    return {1, 2, 3, 4, 5};}// 绑定m.def("get_numbers", &get_numbers);
nums = example.get_numbers()print(nums)  # [1, 2, 3, 4, 5]

基本上就这些核心操作。只要注意模块命名、构建方式和类型映射,就能高效实现 C++ 与 Python 的互操作。实际项目中建议结合 pytest 做接口测试,确保稳定性。

以上就是c++++如何用pybind11封装代码给Python调用_c++与Python互操作的pybind11封装教程的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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