使用pybind11搭配Eigen为何无需调用target_link_libraries？

问题背景 #

我尝试编译pybind11教程项目中的example.cpp文件，代码如下：

#include <pybind11/pybind11.h>
#include <pybind11/eigen.h>

#include <Eigen/LU>
#include <iostream>

// ----------------
// regular C++ code
// ----------------

Eigen::MatrixXd mul(const Eigen::MatrixXd &xs, double fac)
{
    std::cout << "Double" << std::endl;
    return fac*xs;
}

Eigen::MatrixXi mul(const Eigen::MatrixXi &xs, int    fac)
{
    std::cout << "Int" << std::endl;
    return fac*xs;
}

// ----------------
// Python interface
// ----------------

namespace py = pybind11;

PYBIND11_MODULE(example,m)
{
  m.doc() = "pybind11 example plugin";

  // N.B. the order here is crucial, in the reversed order every "int" is converted to a "double"
  m.def("mul", py::overload_cast<const Eigen::MatrixXi &,int   >(&mul) );
  m.def("mul", py::overload_cast<const Eigen::MatrixXd &,double>(&mul) );
}

对应的CMakeLists.txt内容：

cmake_minimum_required(VERSION 2.8.12)
project(example)

set (CMAKE_CXX_STANDARD 14)

find_package( PkgConfig )
pkg_check_modules( EIGEN3 REQUIRED eigen3 )
include_directories( ${EIGEN3_INCLUDE_DIRS} )

add_subdirectory(pybind11)
pybind11_add_module(example example.cpp)

我的疑问：为何无需将Eigen与example目标进行链接？是否因为Eigen是仅头文件库，仅通过include_directories配置头文件路径即可？另外，对于非仅头文件库，我该如何处理？

解答 #

1. Eigen无需链接的原因
   没错，Eigen是典型的仅头文件（header-only）库——它的所有实现代码都直接写在头文件中，没有预编译好的静态库（.a/.lib）或动态库（.so/.dll）文件。编译时，只要通过include_directories让编译器能找到Eigen的头文件目录，编译器就会在编译example.cpp时直接把Eigen的代码嵌入到目标模块里，因此不需要额外执行链接操作。

2. 非仅头文件库的处理方法
   对于带有预编译库文件的非仅头文件库，需要在CMake中完成三个核心步骤：

• 定位库文件：使用find_package（CMake官方推荐，适用于提供了CMake配置文件的库，比如Boost、OpenCV）或pkg_check_modules（适用于通过pkg-config管理的库），获取库的头文件路径和库文件路径。
• 添加头文件路径：推荐使用target_include_directories替代全局的include_directories，为目标模块单独设置头文件搜索路径，避免污染全局编译环境。例如：

  target_include_directories(example PRIVATE ${BOOST_INCLUDE_DIRS})
  

• 链接库文件：使用target_link_libraries将目标模块与对应的预编译库关联，例如：

  target_link_libraries(example PRIVATE Boost::system)
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者QualsPassed