C++如何调用Python脚本？（pybind11示例）

尼克

发布时间：2026-01-11 09:05:02

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来源于php中文网

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最轻量、现代且推荐的方式是使用 pybind11——它实现 C++ 与 Python 运行时直接互通，支持函数调用、类型转换和异常传递，无需启动独立进程。

c++如何调用python脚本？（pybind11示例）

用 C++ 调用 Python 脚本，最轻量、现代且推荐的方式是使用 pybind11 —— 它不是简单地“执行脚本”，而是让 C++ 和 Python 对象在运行时直接互通，支持函数调用、类型转换、异常传递，且无需启动独立 Python 进程。

1. 基础准备：安装 pybind11 并配置编译环境

pybind11 是头文件库，无需编译安装（也可用 vcpkg / conan / pip install pybind11）。关键是确保 C++ 项目能链接到 Python 解释器：

Linux/macOS：需安装 Python3 开发包（如 python3-dev 或 python3-devel）
Windows：建议用 Visual Studio + Python 官方发行版（避免 Miniconda/Anaconda 的路径问题）
CMake 是最稳妥的构建方式，pybind11 提供 find_package(pybind11) 支持

2. 最小可运行示例：从 C++ 调用 Python 函数

假设你有一个 Python 文件 math_utils.py：

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

def greet(name):
    return f"Hello, {name}!"

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在 C++ 中加载并调用它：

#include 
#include 
namespace py = pybind11;

int main() {
    py::scoped_interpreter guard{}; // 初始化 Python 解释器

    // 导入模块（路径需在 sys.path 中）
    py::module_ math_mod = py::module_::import("math_utils");

    // 调用函数
    auto result = math_mod.attr("add")(10, 20).cast();
    std::cout << "10 + 20 = " << result << "\n";

    auto msg = math_mod.attr("greet")("World").cast();
    std::cout << msg << "\n";

    return 0;
}

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⚠️ 注意：运行前需把 math_utils.py 所在目录加入 Python 搜索路径（例如用 py::module_::import("sys").attr("path").attr("append")("path/to/dir")）。

3. 直接执行 Python 脚本字符串（适合简单逻辑）

不依赖外部 .py 文件，直接运行 Python 代码片段：

py::exec(R"(
    import numpy as np
    x = np.array([1, 2, 3])
    print("Sum:", x.sum())
)");

适用于快速验证、动态表达式或胶水逻辑。但生产环境更推荐模块化导入（利于调试、复用和 IDE 支持）。

4. 关键细节与避坑提示

Python 解释器生命周期：必须在主线程中初始化 py::scoped_interpreter，且不能跨线程共享 Python GIL —— 多线程需手动加锁（py::gil_scoped_acquire）
路径问题最常见：C++ 启动时的当前工作目录 ≠ Python 模块搜索路径，默认不包含当前目录；务必显式添加 sys.path
类型转换自动但有限：int/float/string/list/dict 自动转换；NumPy 数组、自定义类需额外绑定或使用 py::array 等专用接口
异常处理：Python 抛出异常会自动转为 py::error_already_set，可用 try-catch 捕获并转为 C++ 异常

不复杂但容易忽略：真正打通的关键不在语法，而在 Python 环境一致性（解释器版本、路径、依赖包是否可见）和生命周期管理。

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