Python pybind11c++调用python

简介

本文将详细介绍如何使用pybind11库在C++中调用Python函数。pybind11是一个轻量级的开源库，旨在让软件开发人员能够在C++中无缝地使用Python解释器。它提供了一组工具和函数，可以帮助我们将C++代码包装成可以与Python代码互操作的模块。

什么是pybind11

pybind11是一个用于创建Python绑定的库，它的设计初衷是为了让C++和Python代码之间的交互变得更加方便。与其他类似的库相比，pybind11具有以下优点：

• 轻量级：pybind11只需包含几个头文件，并不需要额外的依赖项。这使得它易于集成到现有的C++项目中。
• 简化接口：通过pybind11，我们可以使用简单的C++代码来定义Python绑定。它提供了对Python中常用数据类型的支持，比如整数、浮点数、字符串和列表。
• 高性能：由于pybind11生成的封装代码是用C++编写的，因此可以获得接近原生C++代码的性能。

安装pybind11

首先，我们需要在本地系统上安装pybind11。pybind11可以通过多种方式进行安装，包括源码编译、使用包管理器安装或使用pip安装。这里我们采用pip来安装pybind11。

使用以下命令安装pybind11：

pip install pybind11

C++中调用Python函数

接下来，我们将详细介绍在C++中如何调用Python函数。我们将以一个简单的示例为例，展示如何将C++的字符串传递给Python函数，并获取Python函数的返回值。

编写Python函数

我们首先编写一个简单的Python函数，该函数接受一个字符串作为参数，并将其转换为大写字母返回。创建一个名为”example.py”的文件，并将以下代码复制到文件中：

def convert_to_upper(text):
    return text.upper()

编写C++代码

接下来，我们将编写一个C++代码文件，该文件将调用我们在上一步中定义的Python函数。创建一个名为”main.cpp”的文件，并将以下代码复制到文件中：

#include <pybind11/embed.h>

namespace py = pybind11;

int main() {
    py::scoped_interpreter guard{};
    py::module sys = py::module::import("sys");
    py::list sys_path = sys.attr("path");

    // 将包含example.py文件的目录添加到sys.path
    sys_path.attr("insert")(0, ".");

    // 导入example模块
    py::module example = py::module::import("example");

    // 调用convert_to_upper函数
    py::object result = example.attr("convert_to_upper")("Hello, World!");

    // 将返回值转换为字符串，并打印输出
    std::string output = py::str(result);
    std::cout << output << std::endl;

    return 0;
}

编译和运行程序

现在我们可以使用C++编译器来编译我们的代码，并执行生成的可执行文件。

g++ -std=c++11 -I /path/to/pybind11 main.cpp -o main -lpython3.8
./main

运行结果将会是：

HELLO, WORLD!

结论

通过使用pybind11库，我们可以很方便地在C++中调用Python函数。这对于那些希望在C++项目中利用Python的强大功能的开发人员来说是一个很有用的工具。