爱站程序员基地摘要：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。
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
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);}
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)
就是CMakeList.txt和example.cpp放在一个目录下面。
cmake .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
import exampleexample.add(3, 4)[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
//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,1772along>::iterator iter;iter = in_dict.begin();while(iter != in_dict.end()){out_dict.insert({iter->first, iter->second * iter->second});iter++;}return out_dict;}
- 写pybind11封装函数
//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);}
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();}
- 写pybind11封装函数
import syssys.path.append(".")import exampleb = example.Foob.a = "Hello"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++之pybind11入门
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
Passing by value #161
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。
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