如何不执行Py_CompileString生成的代码对象创建模块并绑定C++函数？

要实现不执行Python代码先创建模块对象，再嵌入C++函数，最后执行模块代码的需求，你可以拆分步骤，绕过PyImport_ExecCodeModule（它会创建模块并立即执行代码），改用以下流程：

步骤1：创建空模块对象 #

先通过pybind11直接创建一个空模块，此时不会执行任何Python代码：

#include <pybind11/pybind11.h>
namespace py = pybind11;

// 创建空模块，命名为"my_module"
py::module mod = py::module::create("my_module");

// 可选：将模块注册到sys.modules，方便后续Python代码import
py::module sys = py::module::import("sys");
sys.attr("modules")["my_module"] = mod;

步骤2：嵌入C++函数到模块 #

直接用pybind11的def方法给空模块添加C++函数，此时模块已经存在，且未执行任何Python代码：

// 嵌入func1
mod.def("func1", []() {
    return "This is from C++ func1";
});

// 嵌入func2
mod.def("func2", [](int a, int b) {
    return a + b;
});

步骤3：编译Python代码为Code对象 #

用Py_CompileString将Python代码编译为Code对象（这一步不会执行代码，只是编译）：

const char* myCode = R"(
print('Hello from Python code')
print('Call func1:', func1())
print('Call func2(2,3):', func2(2,3))
)";

// 编译代码，Py_file_input表示按文件模式编译
PyObject* codeObj = Py_CompileString(myCode, "<embedded_code>", Py_file_input);
if (!codeObj) {
    py::error_already_set();
    throw std::runtime_error("Failed to compile Python code");
}

步骤4：在模块上下文中执行Code对象 #

由于不能用pybind11::exec，可以直接调用Python C API的PyEval_EvalCode，在模块的命名空间中执行编译好的代码——此时模块已经有了嵌入的C++函数，Python代码可以直接调用：

// 获取模块的全局命名空间__dict__
py::dict modDict = mod.attr("__dict__");

// 在模块上下文中执行代码
PyEval_EvalCode(reinterpret_cast<PyCodeObject*>(codeObj), modDict.ptr(), modDict.ptr());

// 检查执行错误
if (PyErr_Occurred()) {
    py::error_already_set();
    throw std::runtime_error("Failed to execute Python code");
}

// 释放Code对象的引用
Py_DECREF(codeObj);

关键说明 #

• py::module::create（底层封装PyModule_New）只会创建空模块，不会执行任何代码，满足你“先获取模块对象”的需求。
• 先嵌入C++函数再执行Python代码，确保Python代码能直接调用这些函数。
• 注册模块到sys.modules后，后续Python代码可以通过import my_module直接使用该模块及嵌入的函数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者qssh