（5）python开发经验

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1 同时生成dll和py模块

由于add_library和pybind11_add_module会冲突，所以想要同时生成dll动态库和py模块，有两种解决办法；

1. 方法1：使用不同的名称；
2. 方法2：需要使用cmake子工程。

可以在不修改原代码的情况下通过拓展pybind11代码，生成py模块。

方法1

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
# project(PCBA_TestLib)set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)add_library(testc SHARED test.cpp)# 寻找python库，Interpreter：表示查找 Python 解释器，Development：表示查找 Python 开发包
find_package(Python COMPONENTS Interpreter Development) 
find_package(pybind11 PATHS "D:/Python/Python313/Lib/site-packages/pybind11/share/cmake" REQUIRED)
pybind11_add_module(testPy  toPy.cpptest.cpp) # 使用pybind11_add_module函数生成模块

方法2

• test.h

  #ifndef TEST_H
  #define TEST_Hextern "C" {
  __declspec(dllexport)
  int add(int a, int b);
  }
  #endif
  

• test.cpp

  #include "test.h"int add(int a, int b) {return a + b;
  }

• toPy.cpp

  #include <pybind11/pybind11.h>
  #include "test.h"namespace py = pybind11; // 这里是关键，声明一个命名空间 py// 参数1：模块名，参数2：模块对象
  PYBIND11_MODULE(test, m) 
  { m.doc() = "pybind11 example plugin"; // zh-CN: 这里是模块的描述信息m.def("add", &add, "A function which adds two numbers"); // 这里是关键，声明一个函数 add
  }
  

• 主CMakeLists.txt

  cmake_minimum_required(VERSION 3.10)add_subdirectory(cLib)
  add_subdirectory(pyLib)
  

• cLib/CMakeLists.txt

  cmake_minimum_required(VERSION 3.15)project(test)set(SOURCES ../test.h../test.cpp)add_library(${PROJECT_NAME} SHARED ${SOURCES})
  

• pyLib/CMakeLists.txt

  cmake_minimum_required(VERSION 3.15)project(testPy)# 寻找python库，Interpreter：表示查找 Python 解释器，Development：表示查找 Python 开发包
  find_package(Python COMPONENTS Interpreter Development) 
  find_package(pybind11 PATHS "D:/Python/Python313/Lib/site-packages/pybind11/share/cmake" REQUIRED)set(SOURCES ../test.cpp../toPy.cpp)pybind11_add_module(${PROJECT_NAME} ${SOURCES}) # 使用pybind11_add_module函数生成模块

2 pybind11封装回调函数

使用pybind11封装回调函数，实现将python函数传入c++代码；

方法1：使用pybind11::function，支持自动失败传入类型。

#include <pybind11/pybind11.h>
#include <pybind11/functional.h>namespace py = pybind11; // 这里是关键，声明一个命名空间 py// C++ 函数接受一个 Python 回调
void py_callback(py::function cb) {// 调用前需获取 GIL（自动通过 py::function 管理）cb(123);cb("Hello from C++"); // 传递参数给 Python 回调
}
// 参数1：模块名，参数2：模块对象
PYBIND11_MODULE(testPy, m) 
{ m.doc() = "pybind11 example plugin"; // zh-CN: 这里是模块的描述信息m.def("callback", &py_callback, "Call a Python callback from C++");
}

方法2：使用std::function，必须要包含#include <pybind11/functional.h>；

• 关键要点说明：
  1. 类型转换：pybind11/functional.h头文件已内置std::function与Python callable对象的自动转换
  2. 线程安全：若C++回调可能跨线程调用，需在回调执行时获取GIL：

#include <pybind11/pybind11.h>
#include <pybind11/functional.h>
#include "test.h"// 定义回调函数类型
using CallbackFunc = std::function<void(int)>;// 需要暴露的函数
void std_callback(CallbackFunc callback) 
{// 处理逻辑（示例：累加操作）int result =  2;// 调用 Python 传入的回调if (callback) {callback(result); // 触发 Python 回调}
}// 参数1：模块名，参数2：模块对象
PYBIND11_MODULE(testPy, m) 
{ m.doc() = "pybind11 example plugin"; // zh-CN: 这里是模块的描述信息m.def("process_with_callback", &std_callback, "A function that takes a callback function");
}

python调用：

import testPydef fun(a):print("Hello", a)if __name__ == "__main__":testPy.py_callback(fun)testPy.std_callback(fun)

3 pybind11封装回调获取GIL

若在 C++ 创建的子线程中需要回调 Python 函数、修改 Python 数据结构，必须在此线程中先获取 GIL。

在不修改已有代码的情况下，通过封装实现回调，并且获取GIL。

#include <pybind11/pybind11.h>
#include <pybind11/functional.h>
#include "test.h"
#include <iostream>using CallbackFunc = std::function<void(int)>;
CallbackFunc callback1;// 定义封装回调
void fun(int a)
{py::gil_scoped_acquire acquire; // 手动获取 GILcallback1(a);
}
// 对python暴露的回调接口
void py_std_callback(CallbackFunc callback) 
{callback1 = callback;  // 记录回调函数std_callback(fun); // 将封装的回调函数传入C++
}// 参数1：模块名，参数2：模块对象
PYBIND11_MODULE(testPy, m) 
{ m.doc() = "pybind11 example plugin"; // zh-CN: 这里是模块的描述信息m.def("std_callback", &py_std_callback, "A function that takes a callback function");
}

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