C++用pybind11实现Python混合编程入门

用pybind11实现Python与C++混合编程只需三步：编写含PYBIND11_MODULE宏的C++代码导出接口，用CMake编译为Python可导入模块，最后在Python中import调用；需先pip安装pybind11并配置对应平台编译器。

用 pybind11 做 Python 和 C++ 混合编程，核心就三步：写 C++ 代码并导出接口、编译成 Python 可加载的模块、在 Python 里 import 调用。不复杂但容易忽略细节。

1. 安装 pybind11 并准备环境

推荐用 pip 安装，支持现代 C++（C++11 起）：

pip install pybind11

不需要全局安装 CMake（pybind11 提供了 pybind11.get_cmake_dir()），但本地得有 C++ 编译器（Windows 用 Visual Studio，macOS 用 Xcode Command Line Tools，Linux 用 g++/clang++）。

2. 写一个最简 C++ 模块

比如导出一个加法函数，保存为 example.cpp：

  // example.cpp
#include
int add(int a, int b) { return a + b; }
PYBIND11_MODULE(example, m) {
  m.doc() = "pybind11 example plugin";
  m.def("add", &add, "A function that adds two integers");
}

注意点：

• PYBIND11_MODULE 的第一个参数是将来 Python 里 import 的模块名（如 import example）
• m.def() 把 C++ 函数绑到 Python 名字上，支持重载、默认参数、文档字符串
• main()，也不用手动管理 Python C API

3. 编译成 Python 扩展模块

推荐用 pybind11 自带的 setuptools 方式，建一个 setup.py：

  // setup.py
from setuptools import setup, Extension
from pybind11.setup_helpers import Pybind11Extension, build_ext
ext_modules = [Pybind11Extension("example", ["example.cpp"])]
setup(ext_modules=ext_modules)

然后终端运行：

python setup.py build_ext --inplace

成功后当前目录会出现 example.cpython-*.so（Linux/macOS）或 example.cp*.pyd（Windows），就能直接 import 了。

4. 在 Python 中调用

和普通模块一样：

>>> import example
>>> example.add(3, 4)
7

还能用 help(example.add) 看到你写的 docstring；传错类型会自动报 TypeError，不用自己检查。

基本上就这些。后续可以导出类、STL 容器（vector/string）、NumPy 数组，甚至把 C++ 对象生命周期交给 Python 管理——但入门先跑通加法，心里就有底了。