pybind11库（用于在python中调用C++）的安装与配置使用（windows/linux系统）

pybind11是用来进行C++和python互相调用的库。用pybind11的动机就是再用python处理数据的时候很慢，但是又无法用GPU加速，网上找了一下发现了这个库，利用python调用C++的程序，处理速度能快不少，因此就决定探索一下。pybind11官方链接但是作为一个编程菜鸡，对C++了解很少，一直用的python，所以走了很多弯路，花了好几天的工夫才弄成功。下面说一下我遇到的主要问

BabyQ..

16457人浏览 · 2021-12-23 22:10:13

BabyQ.. · 2021-12-23 22:10:13 发布

pybind11是用来进行C++和python互相调用的库。

用pybind11的动机就是再用python处理数据的时候很慢，但是又无法用GPU加速，网上找了一下发现了这个库，利用python调用C++的程序，处理速度能快不少，因此就决定探索一下。

pybind11官方链接

但是作为一个编程菜鸡，对C++了解很少，一直用的python，所以走了很多弯路，花了好几天的工夫才弄成功。下面说一下我遇到的主要问题。

一、windows系统

1.pybind11安装
从GitHub上下载源码：点这里下载。

2.支持的C++软件
我用了一下visual studio2019，因为之前没用过，结果出各种问题，所以我就去vscode了，然后一直用vscode弄了半天也没成功，后来发现官网上说了，pybind11只支持visual studio2015之后的版本。。。。。
所以建议直接用visual studio
下载安装过程就不说了，一搜就搜到。
写一下配置项目过程。

先创建一个新项目
创建新项目
选择空项目，下一步

起名，选择位置，然后创建。

创建源文件
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
选择属性。

在这里插入图片描述
配置选择release，VC++目录这里包含anaconda的include目录和pubind11目录，如果包含pybind11.h头文件不成功的话，也可以采用将include文件中的pybind11文件夹复制到当前包含头文件的目录下的方法，就可以导入了。

然后是链接器设置。在这里插入图片描述
vs2019设置好了，接下来就是pybind代码。

#include<pybind11/pybind11.h>

namespace py = pybind11;

PYBIND11_MODULE(example, m) {

    m.doc() = "pybind11 example module";

    // Add bindings here
    m.def("foo", []() {
        return "Hello, World!";
    });

}

由于pybind11是head-only的，因此只需要导入头文件就可以了。
2.编译
代码写好之后，进行编译，这里我用的是CMake，下载过程不说了，网上搜就能搜到。

在解决方案目录下新建文件夹build，用于保存编译的内容。
新建CMakelists.txt文件，填写以下内容。

cmake_minimum_required(VERSION 2.8.12)
project(example)

add_subdirectory(pybind11)
pybind11_add_module(example example.cpp)

这里语句含义不说了，戳这里查看CMakelists.txt的语句含义。
将下载的pybind11-master放到这里，重命名为pybind11。
因为这句话add_subdirectory(pybind11)意思是加子模块，将pybind11加到目录下，不然会出错。
在这里插入图片描述
用CMake编译时，上边那一行是源代码位置，也就是解决方案的目录，下边那行是编译后方的位置，选择build文件夹，然后点击configure，然后generate，应该不会出问题。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
然后会在build中生成example.sln文件，这个是解决方案文件，双击打开。

在这里插入图片描述

点击生成。
在这里插入图片描述
结果成功，产生的pyd文件就是可以在python里导入的包。

在这里插入图片描述
然后查看一下自己的pycharm导入包的路径，随便导入一个包，然后Ctrl+鼠标左键点击查看。

这里是包的目录。

将pyd文件复制过来，注意：如果在pycharm里复制的话，他会产生一个同名文件夹，将这个文件包含在里边，但是这样导入不了，因此必须是以纯pyd文件的形式出现在site-packages里。
在这里插入图片描述
导入的时候example就是这个包，而不是文件全称，导入之后查看一下就知道是不是这个文件。

这说明导入的没错，接下来就是测试一下了。

在这里插入图片描述
C++源代码里定义了一个函数foo，打印输出，这里只需要直接调用就可以了。

或者在终端用命令行测试，也是一样的。

二、linux系统
1.安装pytest

pip install pytest

2.下载源码和新建文件

git clone https://github.com/pybind/pybind11.git

输入上边命令下载好pybind11的源码后，会在当前目录下出现一个pybind11目录，就是下载好的文件。
然后再当前目录下，也就是和pybind11同级目录下，建立c++文件example.cpp，内容如下：

#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;
}

再在当前目录下建立文件CMakeLists.txt
内容如下：

cmake_minimum_required(VERSION 3.5.1)
project(example) 
add_subdirectory(pybind11)
pybind11_add_module(example example.cpp)
SET( CMAKE_CXX_FLAGS "-std=c++11 -O3")

也就是说pybind11和example.cpp以及CMakeLists.txt三个文件都是在同一个目录下。
3.编译
选择pybind11文件进入，进入之后建立build文件然后cmake，make，具体操作如下：

cd pybind11
mkdir build
cd build
cmake ..
make

每次输入一行命令然后回车。

输入完之后应该会成功编译，然后会在build下产生一个example******.so文件，名字很长记不全了，大概是长这样的，so文件就是linux系统下可以在python中导入的库，在Windows系统下是.pyd文件，在linux系统下是.so文件，然后参照windows系统上的方法把生成的.so文件放到python的库目录下，然后import example就可以正常使用了。

结束语：折腾了好久好久，哎，这种东西对C++新手太不友好了！！之前用别人的代码里他们就用了pybind11了，那时折腾半天也没搞明白就放弃了开始自己写代码，写到最后发现，多重for循环的处理数据速度真是慢到令人发指，所以又开始了探索，幸好这次弄出来了，太激动了，写下了这一篇文章，这也是第一次写这么多字，费了我一个多小时，不过弄出来还是很激动的，22:07分，走了，回宿舍啦！