如何实现C++库的Python接口

Question

< >为C++库创建Python接口的最佳方法是什么？在

我知道以前有人问过这个问题，但那是在2008年，从那以后事情可能/可能已经改变了。在

我环顾四周，测试了几种不同的方法，但无法决定哪种方法最好。到目前为止，我已经尝试过Swig、ctypes和cppyy，认为cppyy是迄今为止实现最简单/最快的方法。我看过很多关于Swig的推荐，但是花了很长时间才让Swig发挥作用，结果并不令人印象深刻。是否有现行标准？为什么人们推荐这么多酒，而我却听不到cppyy？非常感谢。在

Answer 1

SWIG从1996年2月就出现了，它支持多种语言，而不仅仅是Python。尽管现在的cppyy作为RootPython于2003年2月启动，但它始终嵌入根（http://root.cern.ch），并且不能独立使用。三个主要平台的完整、简单、带轮子的安装只存在于今年3月，而conda forge（针对Linux&Mac）则从现在起才存在两个月。因此，尽管cppyy有着悠久的血统，但在更广阔的Python世界中，cppyy确实相当新鲜，这就是为什么我怀疑很多人还听说过它，而SWIG是它们的（精神）祖先。在

之所以努力使CPPYY有效，是因为它提供了许多其他绑定不具备的特性，而且不容易添加：兼容的C++ 17解析器（BLA/LCVM的B/C）；自动模板实例化、交叉继承和回调，所有在运行时（B/C的CLAN）；以及更好的性能。它也不创建C扩展模块，因此您只需要为不同版本的Python重新编译cppyy本身，而不需要为绑定的代码重新编译。在

现在，你的第一个问题是什么是最好的。嗯，这取决于用例。例如，如果您需要比Python更多的绑定，SWIG是最好的选择。如果你有很多模板，你不能在构建时都实例化，需要性能和缩放，或者有很多接口的C++框架，那么CPPYY很难被击败。如果您拥有现代C++，并且不希望对外部库具有任何运行时依赖性，那么PybDun11就是它所在的位置。在

现在我不能推荐ctypes。唯一真正的好处是，它是一个内置模块，大多数Python在野外，但随着PyPI和conda的出现，这变得毫无意义。如果你想要一个超级轻C绑定器（不是C++，但是你可以用C助手包这些函数），那么就去CFFI。在

至于你的问题，是否有一个标准：不，没有一个绑定器对所有用例都是最好的。甚至还有很多比你提到的要多的，但是很多都是在同一个空间里玩的（比如SWIG vs.SIP，PyBind11 vs。boost.python)我不会推荐你已经试过的。我想指出的是AutoWIG，它是一个利用Clang和PyBind11或boost.python作为输出的代码；Cython，它是一个Python代码，用来编写C扩展模块，并且具有一些（有限）C++支持。我一直觉得cython既不在这里也不在那里，但很多人都喜欢它，它在科学界和数学重代码中被广泛使用，因此它的质量是有保证的。在

现在，即使没有“标准”，所有绑定器都可以将代理转换为PyCapsule对象并重新绑定它们。因此，尽管有时有点笨重，但实际上可以在一个应用程序中混合粘合剂。在

最后一点：CFFI和cppyy（通过CFFI的后端）在PyPy上具有近乎本机的性能。不幸的是，cppyy在PyPy上并没有CPython上的更新（例如，交叉继承仍然缺失），但它正在实现。其他绑定器通过PythonC-API工作，该API在PyPy上完全起作用，但是阻止了JIT的工作，从而降低了性能。在

完全免责声明：我是cppyy的作者，现在我只使用cppyy、CFFI和PyBind11来满足我的绑定需求。在