在centos7中利用pybind11构建C++的动态库供python调用

需求：在 CentOS 7 中，使用 pybind11 构建 C++ 的动态库供 Python 调用涉及几个步骤：安装依赖、获取 pybind11、编写绑定代码、编译动态库，以及在 Python 中调用。以下是详细的步骤：

步骤 1：安装依赖

首先，确保系统中安装了 Python、pip 和 C++ 编译环境：

sudo yum install epel-release
sudo yum update
sudo yum install gcc-c++ python3 python3-pip python3-devel

接着，使用 pip 安装 pybind11：

pip3 install pybind11

步骤 2：获取 pybind11 头文件

通过 pip 安装 pybind11 后，你可以在 Python 站点包目录中找到 pybind11 的头文件。使用以下命令查找 pybind11 的安装位置：

pip3 show pybind11 | grep Location

记下头文件的路径，你将在编译时需要它。

步骤 3：编写绑定代码

创建一个 C++ 文件（例如 example.cpp），并使用 pybind11 编写绑定代码。下面是一个简单的例子：

#include <pybind11/pybind11.h>

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

namespace py = pybind11;

PYBIND11_MODULE(example, m) {
    m.doc() = "pybind11 example plugin"; // 模块文档字符串
    m.def("add", &add, "A function which adds two numbers");
}

步骤 4：编译动态库

使用 c++ 命令手动编译动态库。你需要指定 Python 包含的目录、pybind11 包含的目录以及输出的动态库名称。根据你的 Python 版本和 pybind11 的安装位置，命令可能有所不同。以下是一个编译示例：

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

这条命令将生成一个动态库（例如 example.cpython-36m-x86_64-linux-gnu.so），可以被 Python 导入。

步骤 5：在 Python 中调用

在同一目录下，启动 Python 解释器，然后导入你的模块并调用函数：

import example
print(example.add(1, 2))

如果一切正常，这将输出 3。

编译命令解释

c++ -O3 -Wall -shared -std=c++11 -fPIC $(python3-mpybind11--includes)example.cpp-oexample$(python3-config --extension-suffix)

• c++：调用 C++ 编译器。
• -O3：这是编译器的优化选项，-O3 代表进行高级优化。
• -Wall：开启所有警告消息，帮助开发者发现潜在的问题。
• -shared：生成动态链接库（shared library，或称为动态库）。
• -std=c++11：使用 C++11 标准进行编译。
• -fPIC：生成位置无关代码（Position Independent Code），这对于动态链接库是必需的。
• $(python3 -m pybind11 --includes)：这部分命令用于自动获取 pybind11 的头文件路径，以及 Python 的头文件路径。这是为了让编译器知道 pybind11 和 Python 头文件的位置。$(...) 是 Bash 中的命令替换，意味着先执行括号内的命令，然后将输出替换到当前位置。
• example.cpp：你的源文件，包含了要绑定的 C++ 代码。
• -o example$(python3-config --extension-suffix)：指定输出文件的名称。$(python3-config --extension-suffix) 用于获取 Python 扩展模块的文件扩展名，确保生成的动态库与当前 Python 版本兼容。

注意

• 确保在编译命令中使用正确的 Python 版本和 pybind11 路径。
• 如果你的项目较大，考虑使用 CMake 来管理构建过程。pybind11 提供了支持 CMake 的示例和工具。

通过遵循这些步骤，你可以在 CentOS 7 上使用 pybind11 构建 C++ 的动态库，并在 Python 中调用它。