在 Python 中調(diào)用 C++ 庫(kù)，通常有以下幾種方式：

1. 實(shí)現(xiàn)方式

1. 使用 ctypes

適用于 C 風(fēng)格的函數(shù)接口。可以用于調(diào)用編譯為 `.so`（Linux）或 `.dll`（Windows）的庫(kù)。

步驟：

1. 將 C++ 編譯為動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，并使用 `extern "C"` 導(dǎo)出函數(shù)。

2. 在 Python 中使用 `ctypes` 加載并調(diào)用這些函數(shù)。

示例：C++ 文件 (add.cpp)

// add.cpp
#include <iostream>
extern "C" {
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

編譯成共享庫(kù)

g++ -shared -fPIC -o libadd.so add.cpp

Python 調(diào)用代碼

import ctypes

# 加載 DLL/so
lib = ctypes.CDLL('./libadd.so')

# 設(shè)置參數(shù)類型和返回值類型（可選但推薦）
lib.add.argtypes = [ctypes.c_int, cypes.c_int]
lib.add.restype = ctypes.c_int

result = lib.add(3, 4)
print("Result from C++:", result)  # 輸出: Result from C++ :7

2. 使用 cffi 或 c擴(kuò)展模塊

• cffi: 更現(xiàn)代的 FFI 方法，支持 C 接口。
• 編寫(xiě) C/C++ 擴(kuò)展模塊：適合性能關(guān)鍵部分。

不如 PyBind11 簡(jiǎn)潔，這里略過(guò)。

3. 使用 PyBind11

最推薦的方式，專為 Python 和 C++ 混合編程設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大且簡(jiǎn)潔。

步驟：

1. 安裝 pybind11：

   pip install pybind11

2. 寫(xiě)一個(gè)封裝了 C++ 的綁定文件。

3. 編譯生成 `.pyd` 或 `.so` 文件供 Python import。

示例：C++ 文件 (example.cpp)

#include <pybind11/pybind11.h>
int add(int i, int j) {
    return i + j;
}
PYBIND11_MODULE(example, m) {
    m.def("add", &add, "A function that adds two numbers");
}

 編譯方法 1：使用命令行

c++ -O3 -Wall -shared -std=c++11 -fPIC `python3 -m pybind11 --includes` example.cpp -o example$(python3-config --extension-suffix)

Python 調(diào)用

import example
print(example.add(3, 4))  # 輸出: 7

4. 使用 SWIG

適合大型項(xiàng)目，但學(xué)習(xí)成本稍高。

小結(jié)

2. 使用pybind11封裝一個(gè)C++類

使用 PyBind11 封裝 C++ 類是一個(gè)相對(duì)直接的過(guò)程，它允許你將 C++ 類暴露給 Python 代碼。下面我將展示如何使用 PyBind11 來(lái)封裝一個(gè)簡(jiǎn)單的 C++ 類。

示例

假設(shè)我們有一個(gè)簡(jiǎn)單的 C++ 類 Rectangle，它有兩個(gè)方法：計(jì)算矩形的面積和周長(zhǎng)。

C++ 文件 (rectangle.cpp)```cpp

#include <pybind11/pybind11.h>
namespace py = pybind11;
class Rectangle {
public:
    Rectangle(double width, double height) : width_(width), height_(height) {}
    double area() const {
        return width_ * height_;
    }
    double perimeter() const {
        return 2 * (width_ + height_);
    }
private:
    double width_, height_;
};
PYBIND11_MODULE(rectangle_module, m) {
    py::class_<Rectangle>(m, "Rectangle") // 綁定類
        .def(py::init<double, double>()) // 綁定構(gòu)造函數(shù)
        .def("area", &Rectangle::area) // 綁定成員函數(shù)
        .def("perimeter", &Rectangle::perimeter); // 綁定成員函數(shù)
}

在這個(gè)例子中：

• py::class_<Rectangle> 定義了要暴露給 Python 的 C++ 類。
• .def(py::init<double, double>()) 指定了如何創(chuàng)建這個(gè)類的對(duì)象（即它的構(gòu)造函數(shù)）。
• .def("area", &Rectangle::area) 和 .def("perimeter", &Rectangle::perimeter) 分別綁定了類的方法 area 和 perimeter 到 Python 中。

Python 調(diào)用

一旦編譯完成，你就可以像導(dǎo)入任何其他 Python 模塊一樣導(dǎo)入并使用這個(gè)新模塊：

import rectangle_module

rect = rectangle_module.Rectangle(5, 4)
print(f"Area: {rect.area()}") # 輸出: Area: 20
print(f"Perimeter: {rect.perimeter()}") # 輸出: Perimeter: 18

3.Windows 上配置環(huán)境

準(zhǔn)備工作

1. 安裝 Visual Studio：確保你已經(jīng)安裝了 Visual Studio，并且包含“使用 C++ 的桌面開(kāi)發(fā)”工作負(fù)載。

2. 安裝 Python：下載并安裝適合你項(xiàng)目的 Python 版本。

3.下載Pybind11庫(kù)，這是一個(gè)僅包含頭文件的輕量級(jí)庫(kù)，使用起來(lái)非常方便。可以在Github下載其Release版本 pybind11    可以參考：官方文檔

配置 Visual Studio 項(xiàng)目

1. 創(chuàng)建一個(gè)新的空項(xiàng)目。

2. 添加源文件：將上述 C++ 代碼保存為 `example.cpp` 并添加到你的 Visual Studio 項(xiàng)目中。

3. 配置項(xiàng)目屬性：

• C/C++ -> 常規(guī) -> 附加包含目錄：添加 pybind11/include 的路徑，以及 Python 的 include 目錄。
• 鏈接器 -> 常規(guī) -> 附加庫(kù)目錄：添加 Python 的 lib 目錄路徑。
• 鏈接器 -> 輸入 -> 附加依賴項(xiàng)：添加 pythonXY.lib（其中 XY 是你的 Python 版本號(hào)，例如 python39.lib 對(duì)于 Python 3.9）。

4. 設(shè)置輸出類型：右鍵點(diǎn)擊項(xiàng)目 -> 屬性 -> 配置屬性 -> 常規(guī) -> 配置類型，選擇“動(dòng)態(tài)庫(kù)(.dll)”。

5. 編譯項(xiàng)目：選擇合適的配置（Debug 或 Release），然后編譯項(xiàng)目。確保在項(xiàng)目屬性中將目標(biāo)擴(kuò)展名設(shè)置為 .pyd（這是 Python 在 Windows 上使用的擴(kuò)展名），或者生成的 .dll 文件需要重命名為 .pyd ，其才能被 Python 正確識(shí)別。

這樣，你就成功地在 Windows 上使用 Python 調(diào)用了 C++ 庫(kù)。通過(guò)這種方式，你可以將復(fù)雜的 C++ 功能集成到 Python 應(yīng)用程序中。對(duì)于更復(fù)雜的項(xiàng)目或類的封裝，邏輯大致相同，但可能需要更多的細(xì)節(jié)配置。

到此這篇關(guān)于python如何實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單調(diào)用c++庫(kù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python調(diào)用c++庫(kù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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