Window下使用pybind11

pybind11是一个轻量级的“Header-only”的库，它将C++的类型暴露给Python，反之亦然。主要用于将已经存在的C++代码绑定到Python。pybind11的目标和语法都类似于boost.python库。利用编译时的内省来推断类型信息。

boost.python最大问题在于，boost太过复杂和庞大。而pybind11除去注释，代码仅仅4000多行，需要依赖Python2.7或Python3。本文简要地介绍了如何利用pybind11和C++实现对python功能的拓展。

一.开发环境

1. Pycharm;
2. Anaconda;
3. Visual C++ Bulid Tools 2015;
4. pybind11.

其中1、2、3直接在官网下载，pybind在Github下载（Github地址），下载解压后无需编译。

二.开发流程

不同操作系统下直接调用生成的pyd可能会出错，不能跨平台调用

pyd动态链接库的生成是在本地PC上，但是如果想在不同的操作系统、硬件平台上调用之前生成的pyd，显然是会出错的。比如在windows上编译生成了一个python扩展.pyd, 但是Ubuntu系统或者树莓派上想调用这个python扩展显然就不行了。
为了使得C/C++创建的python扩展可以跨平台使用，那么最简单的办法就是直接发布源码， 然后在该操作系统、硬件平台上编译生成python扩展。本文示例利用python setuptools编译生成动态库，开发流程大致分为以下几步：

• 编写C++实现的功能模块；

//文件名：functions.h
#include <iostream>  
  
using namespace std;  

char const * greet()  
{  
    return "Welcome to pybind11 !";  
}

  
class Functions  
{  
    public:  
        Functions();  
        double add(double, double);  
};  
  
Functions::Functions(void)  
{  
    cout << "object created !" << endl;  
}  
  
double Functions::add(double in1, double in2)  
{  
    return in1 + in2;  
}

• 编写将C++功能模块封装为pyd的包装函数；

//文件名：functions_wrapper.cpp
#include <pybind11/pybind11.h>  
#include "functions.h"  
  
namespace py = pybind11;  
  
PYBIND11_MODULE(functions, m){  
    m.doc() = "Simple Class";  
    m.def("greet", greet, "Welcome");
    py::class_<Functions>(m, "Functions")  
        .def(py::init())  
        .def("add", &Functions::add);  
}

• 编写setup.py文件，通过setup脚本调用C++编译器编译生成python模块。在命令行执行python setup.py build_ext --inplace即可生成pyd文件；

#文件名：setup.py
from setuptools import setup, Extension  
  
functions_module = Extension(  
    name ='functions',  
    sources = ['functions_wrapper.cpp'],  
    include_dirs = [r'D:\software\pybind11-master\include', 
                    r'D:\software\Anaconda\include']  
)  
  
setup(ext_modules = [functions_module])

• 编写测试代码。

#文件名：test.py
import functions  
  
print(functions.greet())  
f = functions.Functions()  
print(f.add(1.0, 2.0))

output:
Welcome to pybind11 !
object created !
3.0