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。
本文分享自华为云社区《混合编程：如何用pybind11调用C++》，作者：SNHer。
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。
直接使用pip安装
pip3 install pybind11
由于pybind11依赖于pytest，所以在安装前需要先把pytest给安装上
pip3 install pytest
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2. 求和函数
首先，我们编写一个 C++源文件，命名为 example.cpp。
// pybind11 头文件和命名空间#include <pybind11/pybind11.h>namespace py = pybind11;
int add(int i, int j){ return i + j;}
PYBIND11_MODULE(example, m){ // 可选，说明这个模块是做什么的 m.doc() = "pybind11 example plugin"; //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 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。
cmake_minimum_required(VERSION 2.8.12)project(example)
add_subdirectory(pybind11)pybind11_add_module(example example.cpp)
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就是 CMakeList.txt 和 example.cpp 放在一个目录下面。
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
import exampleexample.add(3, 4)[out]: 7
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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
//文件名：func.cpp #include "func.h" 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; } 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}); iter++; } return out_dict; }
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//文件名：func_wrapper.cpp #include <pybind11/pybind11.h> #include<pybind11/stl.h> #include "func.h" PYBIND11_MODULE(square, m){ m.doc() = "Square the members of the container"; m.def("list_square", &list_square); m.def("dict_square", &dict_square); }
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返回 struct
#include <pybind11/pybind11.h>#include <iostream>struct Foo { std::string a;};
void show(Foo f) { std::cout << f.a << std::endl;}
namespace py = pybind11;
PYBIND11_PLUGIN(example) { py::module m("example", "pybind11 example plugin");
m.def("show", &show, "Prints a"); py::class_<Foo>(m, "Foo") .def_readwrite("a", &Foo::a);
return m.ptr();}
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import syssys.path.append(".")import example
b = example.Foob.a = "Hello"example.show(b)
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