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C++多线程调用Python的Pybind11
2023-06-23 22:11:19 深夜i     --     --
C++ 多线程 Python Pybind11 调用

C++作为一种编程语言在应用程序开发中得到广泛的应用,而Python也是一种备受欢迎的脚本语言,它以其简单易学的语法、丰富的库和高效的执行速度而备受好评。但是,在进行一些特定的计算或者算法上,C++仍然具有更高的效率。因此,在对于一些大型应用程序的开发中,如何将C++和Python进行结合是一项非常重要的技术。

本文将介绍如何使用C++的多线程调用Python,具体地,我们将使用Pybind11帮助我们实现这一过程。

Pybind11是一个由C++编写的Python-C++绑定器,它的目标是简化在C++和Python之间的交互。Pybind11的一个关键特性是,它可以非常容易地在最新的C++标准上进行开发,并支持Python的所有主要版本。此外,它还可以与NumPy等Python科学库很好地集成。

接下来,我们将学习如何使用Pybind11在C++中创建Python模块,以及如何使用该模块进行多线程计算。

首先,我们需要配置环境(如Pybind11库)以创建Python模块。然后,我们使用以下代码来构建C++的Python模块:


#include<pybind11/pybind11.h>

int add(int i, int j){

  return i + j;

}

PYBIND11_MODULE(example, m){

  m.doc() = “pybind11 example plugin”;

  m.def("add", &add, "A function which adds two numbers");

}

上述代码中,我们首先定义了一个接受两个整数的转换函数“add”,然后使用PYBIND11_MODULE()宏将其封装为Python模块。此宏使用模块名称“example”和模块对象“m”来创建Python模块,并且我们还指定了一个文档字符串来描述我们的Python模块。

现在,我们已经有了我们的C++ Python模块,让我们看看如何使用该模块进行多线程计算。接下来的代码展示了如何以Python脚本形式调用C++的Python模块,并在多个线程上运行:


import time

import threading

import example

def calc_sum(start, end):

  result = 0

  for i in range(start, end):

    result = example.add(result, i)

  return result

start = time.time()

t1 = threading.Thread(target=calc_sum, args=(1, 10000))

t2 = threading.Thread(target=calc_sum, args=(10000, 20000))

t3 = threading.Thread(target=calc_sum, args=(20000, 30000))

t4 = threading.Thread(target=calc_sum, args=(30000, 40000))

t1.start()

t2.start()

t3.start()

t4.start()

t1.join()

t2.join()

t3.join()

t4.join()

end = time.time()

print("Time taken: ", end-start)

该Python脚本首先导入了我们前面创建的C++ Python模块“example”。接下来,我们定义了一个名为calc_sum的函数来执行加法运算。该函数接受开始和结束参数,并且在指定范围内执行加法运算,利用C++ Python模块提供的“add”函数实现。

接下来,我们创建了四个线程,并调用calc_sum函数来进行计算。最后,我们输出了多线程计算所花费的时间。

总之,使用Pybind11将C++和Python结合在一起,可以在进行一些更高效、更复杂的计算或算法等领域中提高应用程序的性能。我们可以尝试不同的代码示例,以更好地理解和体验多线程调用Python的Pybind11的过程。

  
  

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