如何使用 mingw-w64、Python 和 pybind11 手动构建 C++ 扩展？

Question

我的最终目标是从我的 C++ 代码编译 Python C++ 扩展。目前，为了开始使用，我将遵循文档第一步中的一个简单示例pybind11。我的工作环境是 Windows 7 Professional 64 位、mingw-w64 (x86_64-8.1.0-posix-seh-rt_v6-rev0) 和 Anaconda3 with Python 3.7.4 64 位。我有2个文件。第一个是 C++ 文件——example.cpp

#include <pybind11/pybind11.h>

int add(int i, int j) {
    return i + j;
}

PYBIND11_MODULE(example, m) {
    m.doc() = "pybind11 example plugin"; // optional module docstring

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

我使用以下命令编译 C++ 文件：

C:/mingw-w64/x86_64-8.1.0-posix-seh-rt_v6-rev0/mingw64/bin/g++.exe -shared -std=c++11 -DMS_WIN64 -fPIC -ID:\Users\ADAS\anaconda3\Include -ID:\Users\ADAS\anaconda3\Library\include -ID:\Users\ADAS\anaconda3\pkgs\python-3.7.4-h5263a28_0\include -Wall -LD:\Users\ADAS\anaconda3\Lib -LD:\Users\ADAS\anaconda3\pkgs\python-3.7.4-h5263a28_0\libs example.cpp -o example.dll -lPython37

编译结果成功，正在获取example.dll文件。

在下一步中，我运行以下 Python 代码 - example.py：

import example

def main():
    i, j = (1, 2)
    res = example.add(i, j)
    print("%d + %d = %d" % (i, j, res))

if __name__ == '__main__':
    main()

我在这里遇到了一个问题。该import example行似乎没有给我任何警告或错误，但该行res = example.add(i, j)给了我一个错误：

AttributeError: module 'example' has no attribute 'add'

在 Ubuntu 18.04 下，我成功地在 Python 中编译并运行了上面的示例，但在我的办公室里我只有 Windows 7。

问题：我的设置或命令行有什么问题？是否可以在不更改 Windows 下当前 C++ 编译器（mingw-w64 版本 8.1）的情况下解决此问题？

Answer 1

真是难以置信！问题只是编译文件的文件扩展名。一旦我更改.dll为.pyd，Python 示例 ( example.py) 就可以正常运行！

所以新的命令行是：

C:/mingw-w64/x86_64-8.1.0-posix-seh-rt_v6-rev0/mingw64/bin/g++.exe -shared -std=c++11 -DMS_WIN64 -fPIC -ID:\Users\ADAS\anaconda3\Include -ID:\Users\ADAS\anaconda3\Library\include -ID:\Users\ADAS\anaconda3\pkgs\python-3.7.4-h5263a28_0\include -Wall -LD:\Users\ADAS\anaconda3\Lib -LD:\Users\ADAS\anaconda3\pkgs\python-3.7.4-h5263a28_0\libs example.cpp -o example.pyd -lPython37

因为我对命令行参数做了一些实验，所以我将再次检查所有编译器参数以确保它给出成功的结果。如果仍然需要进行一些更改，我会通知您。

更新1：

根据Python3默认设置，Windows下编译的C++文件的完整扩展名必须是.cp37-win_amd64.pyd.

我们可以通过终端命令获取扩展名：

python -c "from distutils import sysconfig; print(sysconfig.get_config_var('EXT_SUFFIX'))"

这相当于python3-config --extension-suffixpybind11 文档中的内容。该python3-config脚本未在 Windows 环境中实现（至少在 Anaconda3 发行版中）。

更新2：

在Linux操作系统下（在Ubuntu 20.04中测试），命令行是这样的

c++ -O3 -Wall -shared -std=c++11 -fPIC $(python3 -m pybind11 --includes) example.cpp -o example$(python3-config --extension-suffix)