Python擴展C++程序功能的路徑

要在Python中擴展C++程序功能，您可以使用Python的C++擴展庫，如pybind11或SWIG

1. Pybind11:

Pybind11是一個輕量級、易于使用的C++庫，用于將C++代碼與Python代碼綁定在一起。它允許您在Python中調用C++函數，并在C++中調用Python函數。要使用Pybind11，請按照以下步驟操作：

a. 安裝Pybind11:

您可以使用vcpkg或直接從GitHub克隆并構建Pybind11。要使用vcpkg，請運行以下命令：

vcpkg install pybind11

b. 創建一個C++文件（例如：example.cpp），并使用Pybind11編寫您的C++代碼：

#include <pybind11/pybind11.h>

namespace py = pybind11;

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

PYBIND11_MODULE(example, m) {
    m.def("add", &add, "A function that adds two numbers");
}

c. 使用CMake構建項目：

創建一個名為CMakeLists.txt的文件，其中包含以下內容：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
project(example)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)

find_package(pybind11 REQUIRED)

add_executable(example example.cpp)

target_include_directories(example PRIVATE ${pybind11_INCLUDE_DIRS})
target_link_libraries(example ${pybind11_LIBRARIES})

然后運行以下命令構建項目：

mkdir build
cd build
cmake ..
make

d. 在Python中使用C++擴展：

構建完成后，您將在build目錄下找到一個名為example.so（Linux）或example.pyd（Windows）的文件。您可以在Python腳本中導入并使用此文件：

import example

result = example.add(3, 4)
print(result)  # 輸出：7

2. SWIG:

SWIG（Simplified Wrapper and Interface Generator）是一個用于生成C/C++包裝器和接口的軟件開發工具。它可以將C/C++代碼包裝成多種編程語言，包括Python。要使用SWIG，請按照以下步驟操作：

a. 安裝SWIG:

您可以從SWIG官方網站下載并安裝SWIG。對于大多數Linux發行版，可以使用包管理器安裝SWIG，例如：

sudo apt-get install swig

b. 創建一個SWIG接口文件（例如：example.i），并使用SWIG編寫您的接口文件：

/* example.i */
%module example

%{
#include <Python.h>
%}

%include "example.h"

c. 創建一個C++文件（例如：example.cpp），其中包含您的實際C++代碼：

#include <iostream>

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

d. 使用CMake構建項目：

創建一個名為CMakeLists.txt的文件，其中包含以下內容：

cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
project(example)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)

find_package(SWIG REQUIRED)

set(CMAKE_SWIG_FLAGS "")
set(CMAKE_SWIG_OUTDIR "src")

swig_add_library(example MODULE example.i example.cpp)

target_include_directories(example PUBLIC ${CMAKE_SWIG_OUTDIR})

然后運行以下命令構建項目：

mkdir build
cd build
cmake ..
make

e. 在Python中使用C++擴展：

構建完成后，您將在build目錄下找到一個名為example.so（Linux）或example.pyd（Windows）的文件。您可以在Python腳本中導入并使用此文件：

import example

result = example.add(3, 4)
print(result)  # 輸出：7

這就是在Python中擴展C++程序功能的兩種方法。根據您的需求和項目規模，可以選擇適合您的方法。