如何在Pybind11嵌入C++环境中导入pip安装的Python包？

Pybind11完全支持导入Python site-packages中的第三方包，你遇到的numpy.core._multiarray_umath导入错误，本质是嵌入的Python解释器环境与你直接运行python命令的环境不一致导致的，以下是具体解决方法：

问题复现 #

你已成功运行简单嵌入示例：
calc.py：

def say():
  return "Hello world!"

main.cpp：

#include <iostream>
#include <pybind11/embed.h>

namespace py = pybind11;

int main()
{
    py::scoped_interpreter guard{};
    
    try
    {
        py::module_ calc = py::module_::import("calc");
        py::object result = calc.attr("say")();
        py::print(result);
    }
    catch (py::error_already_set &e)
    {
        std::cout << e.what() << std::endl;
    }

    std::cin.get();
}

但在calc.py中添加import numpy后触发ImportError，直接运行python calc.py无异常。

解决方法 #

1. 匹配Python版本 #

numpy等编译型第三方包与Python版本强绑定，必须确保你的C++项目链接的Python库版本，和你运行python calc.py时的Python版本完全一致。

• 检查编译配置中指定的Python路径，确认是否为安装了numpy的那个版本。

2. 显式设置PYTHONHOME变量 #

在启动Python解释器前，设置PYTHONHOME指向你的目标Python环境路径，让嵌入的解释器能正确识别site-packages位置：

int main()
{
    // 替换为你的Python环境路径，如Windows下"C:/Python39"，Linux下"/usr/bin/python3.9"
    setenv("PYTHONHOME", "/path/to/your/python/env", 1);
    py::scoped_interpreter guard{};
    
    try
    {
        // 可选：打印sys.path确认路径是否包含目标site-packages
        py::module_ sys = py::module_::import("sys");
        py::print(sys.attr("path"));
        
        py::module_ calc = py::module_::import("calc");
        py::object result = calc.attr("say")();
        py::print(result);
    }
    catch (py::error_already_set &e)
    {
        std::cout << e.what() << std::endl;
    }

    std::cin.get();
}

3. 检查编译链接配置 #

• 若使用CMake，确保find_package(Python REQUIRED)找到的是安装了numpy的Python版本，而非系统默认的其他版本。
• 手动编译时，需指定正确的Python头文件路径，并链接对应版本的Python库文件（如python39.lib或libpython3.so）。

4. 虚拟环境适配 #

如果使用虚拟环境，除了设置PYTHONHOME外，还可手动将虚拟环境的site-packages路径添加到sys.path：

py::module_ sys = py::module_::import("sys");
sys.attr("path").attr("append")("/path/to/venv/lib/python3.9/site-packages");

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Seung-Min Jung