CMakeLists.txt と setup.py / pyproject.toml の関係
C++ライブラリをPythonパッケージ化する流れがよくわかっていなかったので、調べたことを踏まえ備忘録（雑多なメモ with GPT5）。
C++/Python混在プロジェクトで拡張モジュールを配布したい人にも役立つとなお良い。
1. CMakeLists.txt とは？
- C++プロジェクトのビルドレシピファイル。
- ソースコードを「どうコンパイルしてライブラリや実行ファイルにするか」を記述する。
2. setup.py / pyproject.toml とは？
- Pythonパッケージのビルドレシピファイル。
- パッケージ名・依存関係・ビルド方法を定義する。
| 観点 | CMakeLists.txt（C++） | setup.py / pyproject.toml（Python） |
|---|---|---|
| 目的 | C/C++ プロジェクトのビルドレシピ | Python パッケージのビルドレシピ |
| 置き場所 | プロジェクトのルートに CMakeLists.txt
|
プロジェクトのルートに setup.py または pyproject.toml
|
| 主な役割 | ソースをライブラリ/実行ファイルにする | Pythonパッケージにする |
| 依存関係 |
find_package(OpenCV REQUIRED) など |
install_requires, dependencies
|
| バージョン指定 | cmake_minimum_required(VERSION 3.15) |
requires = [...] |
| 実行例 | cmake .. && make |
pip install . |
3. 両者を組み合わせる流れ
ステップ1: CMakeLists.txt 側
cmake_minimum_required(VERSION 3.15)
project(my_cpp_module LANGUAGES CXX)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
# pybind11を探してリンク
find_package(pybind11 REQUIRED)
pybind11_add_module(my_cpp_module src/module.cpp)
👉 ここで Python から呼べる拡張モジュール（my_cpp_module.so）を生成。
ステップ2: setup.py を使う場合（従来型）
from setuptools import setup, Extension
from setuptools.command.build_ext import build_ext
import subprocess
class CMakeBuild(build_ext):
def build_extension(self, ext):
subprocess.check_call(["cmake", ".", "-Bbuild"])
subprocess.check_call(["cmake", "--build", "build"])
setup(
name="my_cpp_module",
version="0.1",
ext_modules=[Extension("my_cpp_module", sources=[])],
cmdclass={"build_ext": CMakeBuild},
)
ステップ3: pyproject.toml を使う場合（モダン）
[build-system]
requires = ["setuptools>=42", "wheel", "scikit-build-core", "pybind11"]
build-backend = "setuptools.build_meta"
[project]
name = "my_cpp_module"
version = "0.1.0"
description = "C++ library wrapped for Python using pybind11"
👉 pip install . するだけで CMake → Python パッケージ化まで自動化できる。
4. まとめ
- CMakeLists.txt は C++ビルドを担当。
- setup.py / pyproject.toml は Pythonパッケージ化を担当。
- 両者を組み合わせることで「C++の高速処理をPythonから呼び出せる」ようになる。
- 最近は pyproject.toml + scikit-build-core が主流。