C++怎么调用Python脚本_C++混合编程与Pybind11入门

穿越時空

发布： 2025-11-24 17:09:11

原创

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C++调用Python脚本可通过Python C API或Pybind11实现，后者更简洁安全。首先安装Pybind11，编写C++代码包含pybind11/embed.h和pybind11/eval.h头文件，使用py::scoped_interpreter启动解释器，通过py::exec执行Python代码，py::eval_file运行脚本，利用py::import导入模块并调用函数，自动处理类型转换与内存管理，结合CMake编译即可实现高效集成。

c++怎么调用python脚本_c++混合编程与pybind11入门

在C++项目中调用Python脚本，是实现高性能计算与灵活脚本处理结合的常见需求。比如你有一个用Python写的机器学习模型，但主程序是C++开发的，这时就需要让C++能“跑”起Python代码。实现方式主要有两种：直接使用Python C API，或者借助现代工具如Pybind11。后者更简洁、安全，也更适合现代C++开发。

使用Python C API直接调用Python脚本

这是最原始的方式，依赖Python官方提供的C接口。你需要在C++中嵌入Python解释器，然后执行.py文件或Python代码字符串。

步骤如下：

安装Python开发库（如Ubuntu下安装python3-dev）
包含头文件Python.h
初始化Python解释器
执行Python脚本或语句
清理资源

示例代码：

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#include <Python.h>
<p>int main() {
Py_Initialize();</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 执行一段Python代码
PyRun_SimpleString("print('Hello from Python!')");

// 运行一个Python脚本文件
FILE* fp = fopen("script.py", "r");
if (fp) {
    PyRun_SimpleFile(fp, "script.py");
    fclose(fp);
}

Py_Finalize();
return 0;

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}

编译命令示例：

g++ main.cpp -o main `python3-config --includes --libs`

注意：这种方式虽然直接，但代码冗长，容易出错，比如引用计数管理、异常处理等都需要手动处理。

使用Pybind11简化C++与Python交互

Pybind11是一个轻量级开源库，能让你用极简的C++代码将函数、类暴露给Python，也能反过来在C++中调用Python对象。它极大简化了混合编程的复杂度。

优势：

语法接近Python，写起来像在写绑定
自动处理类型转换、内存管理
支持STL容器与Python对象互转（如vector ↔ list）

第一步：安装Pybind11

# Ubuntu/Debian sudo apt install libpybind11-dev

或通过pip安装（推荐用于开发）

pip install pybind11

第二步：编写C++调用Python的代码

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#include <pybind11/embed.h>
#include <pybind11/eval.h>
namespace py = pybind11;
<p>int main() {
py::scoped_interpreter guard{}; // 启动Python解释器</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 直接执行Python表达式
py::exec(R"(
    import sys
    print("Hello from embedded Python")
    x = 42
)");

// 获取Python变量
py::object x = py::globals()["x"];
int value = x.cast<int>();
std::cout << "x = " << value << std::endl;

// 调用Python脚本文件
py::eval_file("script.py");

return 0;

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}

第三步：编译（使用CMake推荐）

创建CMakeLists.txt：

cmake_minimum_required(VERSION 3.12)
project(cpp_python_demo)
<p>set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)</p><p>find_package(pybind11 REQUIRED)</p><p>add_executable(main main.cpp)
target_link_libraries(main pybind11::embed)</p>

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然后：

mkdir build && cd build cmake .. && make

传递数据与调用函数

实际开发中，往往需要在C++和Python之间传递参数或调用具体函数。

示例：在C++中调用Python函数

# script.py def greet(name): return f"Hello, {name}!"

def add(a, b): return a + b

// C++中调用 py::object module = py::import_("script"); py::object result1 = module.attr("greet")("Alice"); py::object result2 = module.attr("add")(10, 20);

std::cout << result1.cast<std::string>() << std::endl; std::cout << result2.cast<int>() << std::endl;

这样就能无缝调用Python函数，并获取返回值。

基本上就这些。Pybind11让C++调用Python变得直观又安全，比起原生API省心太多。只要注意环境配置和编译选项，很快就能集成进项目。

以上就是C++怎么调用Python脚本_C++混合编程与Pybind11入门的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！