python3 通過 pybind11 使用Eigen加速代碼的步驟詳解
python是很容易上手的編程語言,但是有些時候使用python編寫的程序并不能保證其運行速度(例如:while 和 for),這個時候我們就需要借助c++等為我們的代碼提速。下面是我使用pybind11調用c++的Eigen庫的簡單介紹:
第一步:準備系統和IDE:
Windows 10 vs2015 (用于調試c++代碼) vscode (調試python代碼)第二步:python虛擬環境:
1.創建虛擬python虛擬環境: 在vscode的terminal中執行
python -m venv env
2.下載 Eigen : 將Eigen解壓到當前目錄命名為 eigen-3.3.8
3.在vscode的terminal中激活虛擬環境:
./env/Scripts/Activate.ps1
4.安裝pybind11:
pip install pybind11
安裝numpy==1.19.3(使用1.19.4可能會有問題) :
pip install numpy==1.19.3
第三步:使用vs2015編寫cpp_python.cpp, 并保證沒有bug
#include <Eigen/Dense>using namespace stdusing namespace EigenMatrixXd add_mat(MatrixXd A_mat, MatrixXd B_mat){ return A_mat + B_mat;}
第四步:使用pybind11為cpp_python.cpp添加python接口
// cpp_python.cpp : 此文件包含 'main' 函數。程序執行將在此處開始并結束。//#include <pybind11/pybind11.h>#include <pybind11/eigen.h>#include<pybind11/numpy.h>#include<fstream>#include<iostream>#include <Eigen/Dense>using namespace std;using namespace Eigen;MatrixXd add_mat(MatrixXd A_mat, MatrixXd B_mat){return A_mat + B_mat;}namespace py = pybind11;PYBIND11_MODULE(add_mat_moudle, m){m.doc() = 'Matrix add';//解釋說明m.def('mat_add_py'/*在pyhon中使用的函數名*/, &add_mat);}
第五步:設置setup.py用來編譯c++代碼
from setuptools import setupfrom setuptools import Extensionadd_mat_module = Extension(name=’add_mat_moudle’, # 模塊名稱 sources=[’cpp_python.cpp’], # 源碼 include_dirs=[r’.eigen-3.3.8’, r’.envScripts’, # 依賴的第三方庫的頭文件 r’.envLibsite-packagespybind11include’] )setup(ext_modules=[add_mat_module])
第六步:編譯測試
這是我當前的工作目錄
注意:我的cpp_python.cpp和setup.py是在同一個文件夾下。
執行: 'python .setup.py build_ext --inplace'就會得下面的結果,生成.pyd文件表明我們已經編譯成功。
運行測試:
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