在C++中通过CPython嵌入Python代码时无法导入Numpy的问题求助

我最近在开发一个用CMake构建的C应用，核心需求是嵌入Python脚本——由C负责初始化数据、传递给Python脚本处理，最后取回计算结果。但运行程序时直接碰到了报错：

ModuleNotFoundError: No module named 'numpy.core._multiarray_umath'

我使用的是CPython 3.10版本，搭配Numpy 1.25.0。已经尝试过更新Numpy，但问题依旧；后来换用pybind11尝试，结果导入Numpy时还是出现类似问题。有没有大佬能给点解决思路？

附上我的配置信息：
我的CMakeLists.txt内容如下：

set(PYTHON_DIR ${PYTHON_DIRECTORY})

find_package(Python3 COMPONENTS Interpreter NumPy Development REQUIRED)

include_directories(${PYTHON_DIR}/include)

link_directories(${PYTHON_DIR}/libs)

add_executable(cpython "main.cpp" "main.h" "pyhelper.h")

target_link_libraries(cpython PUBLIC Python3::NumPy)

另外在CMakePresets.json里已经指定了PYTHON_DIRECTORY的路径。

给你几个排查方向和解决方案，都是嵌入Python+Numpy时常见的坑： #

1. 先确认Python环境的一致性
   你CMake指定的PYTHON_DIRECTORY对应的Python环境，真的安装了正确版本的Numpy吗？很多人电脑里同时存在多个Python版本（系统自带、conda、手动安装的），很容易搞混环境。

   • 直接打开这个PYTHON_DIRECTORY下的python.exe（Windows）或python3（Linux/macOS），输入import numpy试试，如果这里都报错，那就是这个环境的Numpy要么没装，要么损坏了。可以直接重装：pip install --force-reinstall numpy==1.25.0
   • 检查这个环境的Lib/site-packages文件夹里有没有numpy目录，里面有没有core/_multiarray_umath.*这类文件（Windows下是.pyd，Linux是.so），如果缺失就是安装出了问题。

2. 优化你的CMake配置
   你现在手动添加了include_directories和link_directories，但其实find_package(Python3)已经帮你处理了这些路径，手动指定反而可能导致冲突。建议调整如下：

   • 删掉这两行冗余配置：

     include_directories(${PYTHON_DIR}/include)
     link_directories(${PYTHON_DIR}/libs)
     

   • 链接时加上基础的Python库，因为嵌入CPython必须依赖它：

     target_link_libraries(cpython PUBLIC Python3::Python Python3::NumPy)
     

   • CMake配置时留意输出日志，确认Python3_FOUND、Python3_NumPy_FOUND都是TRUE，且显示的路径和你指定的PYTHON_DIRECTORY一致，避免find_package误找了其他Python环境。

3. 运行时手动设置PYTHONPATH
   有时候C++程序运行时，Python找不到site-packages的路径，导致识别不了Numpy。可以手动指定路径：

   • Windows下，运行程序前先执行：

     set PYTHONPATH=你的PYTHON_DIRECTORY\Lib\site-packages
     

   • Linux/macOS下：

     export PYTHONPATH=你的PYTHON_DIRECTORY/Lib/site-packages
     

   • 也可以在C++初始化Python的代码里手动添加路径，这样不用每次运行都设置环境变量：

     #include <Python.h>
     // ...
     Py_Initialize();
     // 替换成你实际的site-packages路径
     std::string sitePackages = "你的PYTHON_DIRECTORY/Lib/site-packages";
     PyRun_SimpleString(("import sys; sys.path.insert(0, '" + sitePackages + "')").c_str());
     

4. 避免手动编译Numpy（如果之前这么做了）
   要是你是手动编译的Numpy，很可能没把_multiarray_umath这个核心扩展模块编译完整。建议直接用pip安装官方预编译的轮子，省心又不容易出依赖问题。

备注：内容来源于stack exchange，提问作者am_289