Python如何調(diào)用C++通過(guò)Pybind11制作Python接口

小編給大家分享一下Python如何調(diào)用C++通過(guò)Pybind11制作Python接口，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

我是在ubuntu系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，所以和window可能會(huì)有區(qū)別。

python調(diào)用C/C++有不少的方法，如boost.python, swig, ctypes, pybind11等，這些方法有繁有簡(jiǎn)，而pybind11的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)C++ 11支持很好，API比較簡(jiǎn)單，現(xiàn)在我們就簡(jiǎn)單記下Pybind11的入門(mén)操作。

1. pybind11簡(jiǎn)介與環(huán)境安裝

pybind11是一個(gè)輕量級(jí)的只包含頭文件的庫(kù)，它主要是用來(lái)在已有的 C++代碼的基礎(chǔ)上做擴(kuò)展，它的語(yǔ)法和目標(biāo)非常像Boost.Python，但Boost.Python為了兼容現(xiàn)有的基本所有的C++編譯器而變得非常復(fù)雜和龐大，而因此付出的代價(jià)是很多晦澀的模板技巧以及很多不必要的對(duì)舊版編譯器的支持。Pybind11摒棄了這些支持，它只支持python2.7以上以及C++ 11以上的編譯器，使得它比Boost.Python更加簡(jiǎn)潔高效。

為了使用pybind11，我們需要支持C++ 11標(biāo)準(zhǔn)的編譯器(GCC 4.8以上，VS 2015 Update 3以上)以及python 2.7以上的版本，還需要下載CMake，有了這些以后,

cmake教程可以參考：//www.jb51.net/article/148903.htm

1. 首先，我們從 pybind11 github網(wǎng)址：https://github.com/pybind/pybind11 上下載源碼。

2. cmake工程之前，要先安裝pytest pip install pytest，否則會(huì)出錯(cuò)

3. 用CMake編譯并運(yùn)行測(cè)試用例：
   

進(jìn)入pybind11的目錄，
cd tests
cmake ..
cmake --build . --config Release --target check

如果所有測(cè)試用例都通過(guò)了，說(shuō)明安裝成功了。

2. python調(diào)用C++

下載編譯好pybind11之后，我們就可以開(kāi)始對(duì)著官方的pybind11 Tutorial進(jìn)行學(xué)習(xí)了，詳細(xì)的入門(mén)教程及語(yǔ)法請(qǐng)參考官方文檔，這里，我們簡(jiǎn)單演示下如何編寫(xiě)供python調(diào)用的C++模塊.
首先，我們編寫(xiě)一個(gè)C++源文件，命名為example.cpp

#include <pybind11/pybind11.h>
namespace py = pybind11;
int add(int i, int j)
{
 return i + j;
}
PYBIND11_MODULE(example, m)
{
 // optional module docstring
 m.doc() = "pybind11 example plugin";
 // expose add function, and add keyword arguments and default arguments
 m.def("add", &add, "A function which adds two numbers", py::arg("i")=1, py::arg("j")=2);
 // exporting variables
 m.attr("the_answer") = 42;
 py::object world = py::cast("World");
 m.attr("what") = world;
}

2.1 使用window編譯

我沒(méi)有實(shí)驗(yàn)，所以可以參考別的教程

2.2 CMake的編譯方法

當(dāng)然，我們也可以使用CMake進(jìn)行編譯。首先寫(xiě)一個(gè)CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 2.8.12)
project(example) 
add_subdirectory(pybind11)
pybind11_add_module(example example.cpp)

這里要求example.cpp放在和pybind11同一級(jí)的目錄下，因?yàn)槲覀冊(cè)贑MakeLists.txt中調(diào)用了同目錄pybind11和同目錄的example.cpp文件。在當(dāng)前目錄下執(zhí)行

cmake .
make

會(huì)生成example.cpython-36m-x86_64-linux-gnu.so文件。這個(gè)文件就是python可以調(diào)用的文件。還是在相同目錄下運(yùn)行python，進(jìn)入python命令行

import example
example.add(3, 4)
[out]: 7

3、中級(jí)調(diào)用

上面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，有時(shí)我們需要的功能可能很復(fù)雜。

生成模型設(shè)計(jì)庫(kù)調(diào)用問(wèn)題。

比如你的cpp文件中引用了其他的第三方庫(kù)，這個(gè)時(shí)候我們生成的so文件，可能是需要依賴(lài)第三方庫(kù)的。

本地myopencv.cpp文件

#include <pybind11/pybind11.h>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>
#include <string>
namespace py = pybind11;
void read_img(std::string img_path)
{
 cv::Mat image = cv::imread(img_path, CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
}
PYBIND11_MODULE(myopencv, m)
{
 m.def("read_img", &read_img, "get image size");
}

CMakeLists.txt可以寫(xiě)成下面這樣

cmake_minimum_required(VERSION 2.8.12)
project(myopencv)
add_subdirectory(pybind11)
pybind11_add_module(myopencv myopencv.cpp)

通過(guò)cmkae編譯通過(guò)

cmake .
make

產(chǎn)生myopencv.cpython-36m-x86_64-linux-gnu.so文件
在python中調(diào)用

import myopencv

目前這里發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，還沒(méi)有調(diào)通

數(shù)據(jù)類(lèi)型不匹配的問(wèn)題

比如opencv在python中是numpy的類(lèi)型，但是在c++中cv.Mat的類(lèi)型

對(duì)于opencv的類(lèi)型不匹配問(wèn)題，github上已經(jīng)給出了解決方法，

cpp和h文件下載地址 https://github.com/edmBernard/pybind11_opencv_numpy

如何你需要什么可以去github上搜索，或者自己去實(shí)現(xiàn)。

看完了這篇文章，相信你對(duì)“Python如何調(diào)用C++通過(guò)Pybind11制作Python接口”有了一定的了解，如果想了解更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！