Python作为一门胶水语言，它与C/C++之间的兼容性（Interoperability）我认为是它相比其他动态语言脱颖而出的最大原因。Python原生支持的是与C语言的接口，Python的发行版自带有Python.h头文件，里面提供了在C中调用Python和反过来在Python中调用C的接口定义。但是C++就不一样了，虽然C++ ⇔ C ⇔ Python的通道是可行的，但是想要完整兼容C++的特性的话需要很多额外的重复代码（boilerplate）。因此相应针对Python/C++绑定的库也就应运而生了，我所了解的库主要有四个：Boost.Python，Cython，pybind11，SWIG。
总的来说，Boost.Python和pybind11主要用于给现有C++代码提供Python绑定，并且不用学习新的语法;SWIG提供一个给C++代码编写多种语言绑定的框架，它本质上是一种代码生成器，基于SWIG自定义的语法;Cython则是基于Python的C/C++代码封装器，其本质也是代码生成器，但是Cython的语法是Python的超集，也就是说Python的代码可以零成本移植到Cython中。
Boost.Python是一个Boost框架中封装C++代码的工具，通过宏定义和元编程来简化Python的API调用，消灭bolierplate。Boost.Python还提供对Numpy底层API的封装，因此适用性很强，能满足Python绑定的绝大多数需求。而pybind11则是受Boost.Python启发的一套类似的API，其目标是提供Header-only的易用的Python接口。由于pybind11脱胎于Boost，因此它们的接口非常相似，
Boost.Python/pybind11 vs Cython
这两者的选用其实差别非常大，因为他们的代码逻辑都是不同的。而具体选择哪个库就纯粹是根据需求出发了。他们的区别如下（以下pybind11同时也代表了Boost.Python）
pybind11基于C++，更适合C++工程师。Cython则是基于Python，写习惯的Python的人上手更快，并且能同时方便地兼容Python和C++。
Cython相比pybind11的环境配置更加简单，用户只需通过pip安装Cython就可以利用Cython的功能了，也无需配置路径。
Cython封装C++类会比Boost.Python更加繁杂，你需要先定义C++类，再封装成Python类。相当于Cython还多一步翻译头文件的工作。
Cython支持模板（虽然是阉割版本）！这是Cython独家的一个killer特性，不过是与第3点相关联的。如果你已经翻译好了现有的模板代码，那么用户就可以用Python的语法来自行展开模板了！pybind11需要在编译的时候实例化模板，因此一般只封装常用的实例，或者穷举所有实例化可能（这会导致生成的封装库尺寸爆炸）
pybind11封装重载函数比Cython要方便太多！Cython封装重载函数的话一般需要定义大量的可选参数和类型判断。
Cython封装继承类就更加麻烦了，不仅要处理方法重载，还要复制继承关系，十分繁复。
Cython无法利用上C++的宏定义，这对支持条件编译非常不利，很多时候还需要自己利用Cython的条件语句翻译一套条件编译的逻辑。
Cython似乎在封装上比pybind11性能好，参见pybind11#1227和pybind#2005。如果你的代码需要经常调用封装后的函数，那么选择Cython性能更好。
SWIG
SWIG是个很神奇的东西，他能够将C++代码封装成Python/C#/Java/Ruby等多种语言，但是也正因为这个灵活性，它对C++的高级特性的支持就比较辣鸡了。在CGAL官方的绑定库中可以看到有不少代码需要针对Python和Java打补丁，因此如果没有多语言的需求的话SWIG应该是下下策了。这应该也是SWIG一直没啥发展的原因吧～
简而言之，选择Cython的情况有以下几种需要保留模板参数，让用户可以自行选择用什么类型展开，或者目标用户有继续使用和拓展C++ API的需求有大量的封装函数调用时，Cython的性能最好绑定的对象是C语言写的，那么用Cython封装会更快而选择SWIG只有在你需要同时生成多个语言的绑定的时候推荐使用，其他情况无脑选择pybind11即可。
网友评价：
用过cython和pybind11，就这两者而言，pybind11的体验超好，推荐！
Tensorflow已经从SWIG切到pybind11了
个人比较喜欢/偏向于pybind11，有以下几个原因1. 灵活性：pybind11本质上还是在C API外面包了一层C++（或者说利用C++的元编程能力批量产生binding）所以可定制性很好，尤其是面向我这种有非主流需求的用户。2. 抽象能力：cython这种Python的补丁抽象能力没有完整的C++好，对于一个倾向于只让Python成为傻瓜式接口的人，我更希望能够同时在C++层面有丰富的抽象来方便developer。3. 生态：pybind11现在有很多基于它的生态，例如xtensor，Python/C++里最好的多维数组没有之一。然后还有pythran这个transpiler，可以把Python的prototype转到C++，一定程度上减轻编写C++的蛋疼点。PS. 我觉得有了pythran以后cython已经没有任何优势了。
cython就算了，大清都忘了swig自动化程度特别高，include头文件即可，封装做的好，而且可以同时产出lua等接口pybind11灵活性更高，手撸接口比较方便如果需要产出多种脚本语言的binding、需要导出的接口比较多、或者希望自动化完成尽量使用swig，否则请选择pybind11
我的结论就是使用pybind11，
标签：Cython,封装,Python,SWIG,C++,pybind11,Boost From： https://www.cnblogs.com/andy0816/p/17161559.html