C/C++ 工程提供 Python 接口,有利于融合进 Python 的生态。现在 Python 在应用层,有其得天独厚的优势。尤其因为人工智能和大数据的推波助澜, Python 现在以及未来,将长期是最流行的语言之一。

那 C/C++ 怎么提供 Python 接口呢?

  1. ctypes: C 与 Python 绑定, Python 内建模块
  2. Boost.Python: C++ 与 Python 绑定, Boost 模块
  3. pybind11: C++11 与 Python 绑定, 减去了旧 C++ 支持,更轻量化

本文将介绍 pybind11 的环境准备与入门使用。

环境准备

pybind11 是一个 header-only 的库,换句话说,只需要 C++ 项目里直接 include pybind11 的头文件就能使用。

这里则介绍如何于 CMake 里引入 pybind11 。而更多编译系统的介绍,可见官方文档 Build systems

获取 pybind11

可以 git submodule 添加子模块,最好固定为某个版本:

git submodule add https://github.com/pybind/pybind11.git third_party/pybind11-2.5.0
cd third_party/pybind11-2.5.0/
git checkout tags/v2.5.0

或者,直接获取源码,放进相应子目录即可。

添加进 CMake

CMakeLists.txtadd_subdirectory pybind11 的路径,再用其提供的 pybind11_add_module 就能创建 pybind11 的模块了。

cmake_minimum_required(VERSION 3.1)
project(start-pybind11 VERSION 0.1.0 LANGUAGES C CXX) set(MY_PYBIND ${MY_CURR}/third_party/pybind11-2.5.0) add_subdirectory(${MY_PYBIND})
pybind11_add_module(example_pb example_pb.cpp)

如果想在已有 C++ 动态库上扩展 pybind11 绑定,那么 target_link_libraries 链接该动态库就可以了。

target_link_libraries(example_pb PUBLIC example)

绑定一个函数

我们先实现一个 add 函数,

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

为了简化工程,可以直接实现在 example_pb.cpp 里,

#include <pybind11/pybind11.h>

namespace py = pybind11;

int add(int i, int j) {
return i + j;
} PYBIND11_MODULE(example_pb, m) {
m.doc() = "example_pb bindings"; m.def("add", &add, "A function which adds two numbers");
}

之后,于 CMakeLists.txt 所在目录,执行 cmake 编译就完成了。

示例代码

绑定一个类

我们先实现一个定时触发器的类。使用如下:

#include <iostream>

#include "tick.h"

int main(int argc, char const *argv[]) {
(void)argc;
(void)argv; Tick tick(500, 5000); tick.SetTickEvent([&tick](std::int64_t elapsed_ms) {
std::cout << "elapsed: " << elapsed_ms << " ms" << std::endl;
if (elapsed_ms >= 2000) {
tick.Stop();
}
}); tick.Start();
tick.WaitLifeOver();
return 0;
}

运行结果:

$ ./_output/bin/cpp_thread_callback/tick_test
elapsed: 0 ms
elapsed: 500 ms
elapsed: 1000 ms
elapsed: 1500 ms
elapsed: 2000 ms

该类的声明如下:

using TickEvent = std::function<void(std::int64_t elapsed_ms)>;
using TickRunCallback = std::function<void()>; class Tick {
public:
using clock = std::chrono::high_resolution_clock; Tick(std::int64_t tick_ms,
std::int64_t life_ms = std::numeric_limits<std::int64_t>::max());
Tick(TickEvent tick_event, std::int64_t tick_ms,
std::int64_t life_ms = std::numeric_limits<std::int64_t>::max(),
TickRunCallback run_beg = nullptr,
TickRunCallback run_end = nullptr);
virtual ~Tick(); bool IsRunning() const; void Start();
void Stop(bool wait_life_over = false); const std::chrono::time_point<clock> &GetTimeStart() const; void SetTickEvent(TickEvent &&tick_event);
void SetTickEvent(const TickEvent &tick_event); void SetRunBegCallback(TickRunCallback &&run_beg);
void SetRunBegCallback(const TickRunCallback &run_beg); void SetRunEndCallback(TickRunCallback &&run_end);
void SetRunEndCallback(const TickRunCallback &run_end); void WaitLifeOver(); protected:
// ...
};

然后, pybind11 绑定实现如下:

#include <pybind11/pybind11.h>
#include <pybind11/chrono.h>
#include <pybind11/functional.h> #include <memory> #include "cpp/cpp_thread_callback/tick.h" namespace py = pybind11;
using namespace pybind11::literals; // NOLINT PYBIND11_MODULE(tick_pb, m) {
m.doc() = "tick_pb bindings"; py::class_<Tick, std::shared_ptr<Tick>>(m, "Tick")
.def(py::init<std::int64_t, std::int64_t>())
.def(py::init<TickEvent, std::int64_t, std::int64_t,
TickRunCallback, TickRunCallback>())
.def_property_readonly("is_running", &Tick::IsRunning)
.def("start", &Tick::Start)
.def("stop", &Tick::Stop, "wait_life_over"_a = false)
.def("get_time_start", &Tick::GetTimeStart)
.def("set_tick_event", [](Tick &self, const TickEvent &tick_event) {
self.SetTickEvent(tick_event);
})
.def("set_run_beg_callback", [](Tick &self,
const TickRunCallback &run_beg) {
self.SetRunBegCallback(run_beg);
})
.def("set_run_end_callback", [](Tick &self,
const TickRunCallback &run_end) {
self.SetRunEndCallback(run_end);
})
.def("wait_life_over", &Tick::WaitLifeOver,
py::call_guard<py::gil_scoped_release>());
}

编译出动态库后,把路径添加进 PYTHONPATH

export PYTHONPATH=<path>:$PYTHONPATH

# 依赖其他动态库的话,把路径添加进 LIBRARY_PATH
# Linux
export LD_LIBRARY_PATH=<path>:$LD_LIBRARY_PATH
# macOS
export DYLD_LIBRARY_PATH=<path>:$DYLD_LIBRARY_PATH

之后,就可以于 Python 里调用了:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# pylint: disable=missing-docstring, import-error
import tick_pb as tick def _main():
t = tick.Tick(lambda elapsed_ms: print(f"elapsed: {elapsed_ms} ms"),
500, 1000,
lambda: print("run beg"), lambda: print("run end"))
t.start()
t.wait_life_over() if __name__ == "__main__":
_main()

运行结果:

$ python src/pybind/cpp_thread_callback/tick_test.py
run beg
elapsed: 0 ms
elapsed: 500 ms
elapsed: 1000 ms
run end

示例代码

运行示例代码

获取代码,

git clone https://github.com/ikuokuo/start-pybind11.git

# 获取子模块
cd start-pybind11/
git submodule update --init

编译安装,

# 依赖 cmake

cd start-pybind11/
make install

编译结果,

$ tree _install
_install
├── bin
│ └── cpp_thread_callback
│ └── tick_test
└── lib
├── cpp_thread_callback
│ ├── libtick.0.1.0.dylib
│ ├── libtick.0.1.dylib -> libtick.0.1.0.dylib
│ ├── libtick.dylib -> libtick.0.1.dylib
│ ├── tick_pb.0.1.0.cpython-37m-darwin.so
│ ├── tick_pb.0.1.cpython-37m-darwin.so -> tick_pb.0.1.0.cpython-37m-darwin.so
│ └── tick_pb.cpython-37m-darwin.so -> tick_pb.0.1.cpython-37m-darwin.so
└── first_steps
├── first_steps_pb.0.1.0.cpython-37m-darwin.so
├── first_steps_pb.0.1.cpython-37m-darwin.so -> first_steps_pb.0.1.0.cpython-37m-darwin.so
├── first_steps_pb.cpython-37m-darwin.so -> first_steps_pb.0.1.cpython-37m-darwin.so
├── libfirst_steps.0.1.0.dylib
├── libfirst_steps.0.1.dylib -> libfirst_steps.0.1.0.dylib
└── libfirst_steps.dylib -> libfirst_steps.0.1.dylib 5 directories, 13 files

添加路径,

$ source setup.bash first_steps cpp_thread_callback
DYLD_LIBRARY_PATH, PYTHONPATH
+ /Users/John/Workspace/Self/ikuokuo/start-pybind11/_install/lib/first_steps
+ /Users/John/Workspace/Self/ikuokuo/start-pybind11/_install/lib/cpp_thread_callback

运行示例,

$ python src/pybind/cpp_thread_callback/tick_test.py
run beg
elapsed: 0 ms
elapsed: 500 ms
elapsed: 1000 ms
run end

结语

Go coding!

pybind11: C++ 工程如何提供 Python 接口的更多相关文章

  1. 虹软最新版 python 接口 完整版

    虹软最新版 python 接口 完整版 当前开源的人脸检测模型,识别很多,很多小伙伴也踩过不少坑.相信不少使用过dlib和facenet人脸识别的小伙伴都有这样的疑惑,为什么论文里高达99.8以上的准 ...

  2. Python一秒提供Rest接口

    Python一秒提供Rest接口 使用的是Anaconda安装的Python环境; 新建py文件(例如:restapi.py) # -*- coding: utf-8 -*- from flask i ...

  3. 利用Clang(Python接口)来解析C++

    1 背景说明 最近希望利用开源库来解析C++头文件,并做一些自动翻译.自动注释之类的工作.经过两天的调研,发现clang最有希望满足需求.clang提供了三套接口来共外部使用,liblang最适合作为 ...

  4. python接口自动化(三十九)- logger 日志 - 上(超详解)

    简介 Python的logging模块提供了通用的日志系统,可以方便第三方模块或者是应用使用.这个模块提供不同的日志级别,并可以采用不同的方式记录日志,比如文件,HTTP GET/POST,SMTP, ...

  5. 机器学习caffe环境搭建——redhat7.1和caffe的python接口编译

    相信看这篇文章的都知道caffe是干嘛的了,无非就是深度学习.神经网络.计算机视觉.人工智能这些,这个我就不多介绍了,下面说说我的安装过程即遇到的问题,当然还有解决方法. 说下我的环境:1>虚拟 ...

  6. caffe的python接口学习(1):生成配置文件

    caffe是C++语言写的,可能很多人不太熟悉,因此想用更简单的脚本语言来实现.caffe提供matlab接口和python接口,这两种语言就非常简单,而且非常容易进行可视化,使得学习更加快速,理解更 ...

  7. windows10下基于vs2015的 caffe安装教程及python接口实现

    啦啦啦:根据网上的教程前一天安装失败,第二天才安装成功.其实caffe的安装并不难,只是网上的教程不是很全面,自己写一个,留作纪念. 准备工作 Windows10 操作系统 vs2015(c++编译器 ...

  8. 【caffe】Caffe的Python接口-官方教程-00-classification-详细说明(含代码)

    00-classification 主要讲的是如何利用caffenet(与Alex-net稍稍不同的模型)对一张图片进行分类(基于imagenet的1000个类别) 先说说教程到底在哪(反正我是找了半 ...

  9. MySQL Connector/Python 接口 (一)

    这里仅介绍 MySQL 官方开发的 Python 接口,参见这里: https://dev.mysql.com/doc/connector-python/en/ Chapter 1 Introduct ...

随机推荐

  1. HiddenHttpMethodFilter进行请求过滤

    基于 HiddentHttpMethodFilter 的示例 作用: 由于浏览器 form 表单只支持 GET 与 POST 请求,而 DELETE.PUT 等 method 并不支持,Spring3 ...

  2. 11-Arrays工具类的使用

    1.理解:① 定义在java.util包下.② Arrays:提供了很多操作数组的方法. 2.使用: //1.boolean equals(int[] a,int[] b):判断两个数组是否相等. i ...

  3. SpringBoot2.x下RabbitMQ的并发参数(concurrency和prefetch)

      RabbitMQ消费端配置 spring: rabbitmq: host: localhost port: 5672 username: guest password: guest listene ...

  4. python 版本 jaeger-client 导入失败 jaeger-client-python

    环境为: OS: ubuntu18.04 Python: 3.6 问题原因: 尝试使用 jaeger-client-python,官方给出的示例(https://github.com/jaegertr ...

  5. 大学生可用来接单,利用Python实现教务系统扩容抢课!

    最近一学期一次的抢课大戏又来了,几家欢乐几家愁.O(∩_∩)O哈哈~(l我每次一选就过了hah,我还是有欧的时候滴).看着他们盯着教务系统就着急,何况我们那教务系统,不想说什么.emmm 想周围的朋友 ...

  6. linux学习笔记之makefile

    首先 make时工程管理器 而makefile则是make唯一的配置文件,当我们需要使用make管理工程时,我们需要建立一个makefile文件 简单点说,makefile是把我们所要编译的c文件结合 ...

  7. 编写高质量代码的30条黄金守则-Day 01(首选隐式类型转换)

    编写高质量代码的30条黄金守则-Day 01(首选隐式类型转换),本文由比特飞原创发布,转载务必在文章开头附带链接:https://www.byteflying.com/archives/6455 该 ...

  8. Vue 生成条形码 jsbarcode的使用

    安装依赖包 npm install jsbarcode --save 在使用页面引入依赖包 import JsBarcode from 'jsbarcode' 定义img标签和id <img i ...

  9. ansibleAPI怎么做异步

    在直接使用 ansible 时候有-B -p 参数可以启用异步操作,然后返回一个 job_id 值 [root@master ansible]# ansible node1 -B -P -m yum ...

  10. 数据库之Oracle优化技巧(二)

    1.通过内部函数提高 SQL 效率 复杂的 SQL 往往牺牲了执行效率. 能够掌握上面的运用函数解决问题的方法在实际 工作中是非常有意义的 . 2.使用表的别名(Alias) 当在 SQL 语句中连接 ...