学习pybind11：Hello World例子

news2025/2/25 15:14:51

首先要明白pybind11是干啥的，对于一个C/C++库，可以用pybind11封装它的接口为Python接口，这样得到一个python库，就可以把功能强大的库丢给使用python的boys & girls使用了~

因此，使用pybind11做封装，是我们“library developer”干的事情，说不上底层，但也比较底层了。你应该会用CMake，你也应该熟悉C/C++和Python。你编译出来的python库，其实就是一个.so结尾的动态库，也就是python里的一个module。

现在实现一个add(a, b)的接口，功能是计算两个数字的和。不考虑各种边界情况。

mkdir -p ~/work/test/toy
cd $_
mkdir 3rdparty
git clone https://github.com/pybind/pybind11 3rdparty/pybind11
mkdir build
mkdir src
touch src/example.cpp
touch CMakeLists.txt

目录结构
在这里插入图片描述

src/example.cpp

#include <pybind11/pybind11.h>

int add(int i, int j) {
    return i + j;
}

PYBIND11_MODULE(example, m) {
    m.doc() = "pybind11 example plugin"; // optional module docstring

    m.def("add", &add, "A function which adds two numbers");
}

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.14)

project(toy)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)

add_subdirectory(3rdparty/pybind11)
pybind11_add_module(example src/example.cpp)

执行构建：

cd build
cmake ..
make

在这里插入图片描述
其中红框里的.so文件就是我们生成的python库了。在python中加载它（盘它！）：

import example

example.add(100, 200)
example.__doc__

在这里插入图片描述

简要分析说明

这里的CMakeLists.txt中，通过加载pybind11目录，会把pybind11/tools/pybind11Tools.cmake中的pybind11_add_module()函数引入。这个函数的功能，是创建一个指定名字的库（target是一个动态库）；但是，会修改库文件名字的前缀后缀；并且还有一堆其他的编译链接设定。因此这里不通过手动add_library()命令来创建target，而是先包含pybind11目录再用pybind11_add_module()函数。

也就是说，pybind11被当成一个3rdparty库被引入当前工程。从代码版本控制的角度看，可以把它弄成一个submodule，当然如果强项作为源码管理也可以，但是要注意tests子目录有3M大，可以考虑删除。

C/C++代码中的example和CMakeLists.txt中的target名字，要保持一致吗？
是的，要保持一致。譬如把C++中的example改为exampleMod则虽然能编译出库，但是Python中无法import：
在这里插入图片描述