什么是使用SWIG包装对象从C ++调用Python函数的最简洁方法

时间:2012-09-12 16:34:13

标签: c++ python swig

我有以下代码,它实现了一个带有Python回调函数的简单C ++类(ObjWithPyCallback)。我们的想法是用“this”作为单个参数调用Python函数。

问题在于,由于ObjWithPyCallback是一个SWIG包装的对象,我需要SWIG typeinfo才能创建一个Python对象。

这个问题是它在SWIG生成的文件“ObjWithPyCallback_wrap.cxx”中。 SWIG可以生成头文件吗?到目前为止,我还未能实现这一目标。

然而,即使有一个头文件,SWIG和我的主要实现之间也存在循环依赖关系,这很烦人。如果可能的话,我想找到一种方法来避免它。最终,ObjWithPyCallback最终存在于与Python绑定不同的共享库中。

有没有一种干净的方式来解决这个问题?我知道this post,但它只涉及SWIG_NewPointerObj的机制。

提前感谢您的帮助!

以下是代码:

文件:example.py

import cb

def foo(x=None):
    print("Hello from Foo!")
    # I'd like x to be a reference to a ObjWithPyCallback object.
    print(x)

o = cb.ObjWithPyCallback()
o.setCallback(foo)
o.call()

文件:ObjWithPyCallback.h

#include <Python.h>

class ObjWithPyCallback 
{
   public:

      ObjWithPyCallback();
      void setCallback(PyObject *callback);
      void call();

      PyObject *callback_;
};

文件:ObjWithCallback.cpp

#include "ObjWithPyCallback.h"

#include <iostream>

ObjWithPyCallback::ObjWithPyCallback() : callback_(NULL) {}

void ObjWithPyCallback::setCallback(PyObject* callback)
{
   if (!PyCallable_Check(callback))
   {
      std::cerr << "Object is not callable.\n";
   }
   else
   {
      if ( callback_ ) Py_XDECREF(callback_);
      callback_ = callback;
      Py_XINCREF(callback_);
   }
}

void ObjWithPyCallback::call()
{
   if ( ! callback_ )
   {
      std::cerr << "No callback is set.\n";
   }
   else
   {
      // I want to call "callback_(*this)", how to do this cleanly?
      PyObject *result = PyObject_CallFunction(callback_, "");
      if (result == NULL)
         std::cerr << "Callback call failed.\n";
      else
         Py_DECREF(result);
   }
}

File :: ObjWithPyCallback.i

%module cb
%{
   #include "ObjWithPyCallback.h"
%}

%include "ObjWithPyCallback.h"

3 个答案:

答案 0 :(得分:12)

以下是解决此问题的解决方法。它使用了@omnifarious和@flexo上面的建议。

特别是我们使用SWIG导向器创建一个Callback类,然后在Python中派生它以获得所需的回调功能,而不会引入循环依赖。

此外,我们提供了一个接口,允许任何可调用的Python对象充当回调。我们通过在SWIG中使用“pythonprend”指令来实现这一点,以便将一些代码添加到“setCallback”函数中。此代码只检查可调用对象,如果找到,则将其包装在Callback实例中。

最后,我们处理与使用C ++类(ObjWithPyCallback)引用导向器对象(即Callback的子类)相关的内存问题。

文件example.py:

import cb

class CB(cb.Callback):
    def __init__(self):
        super(CB, self).__init__()
    def call(self, x):
        print("Hello from CB!")
        print(x)

def foo(x):
    print("Hello from foo!")
    print(x)

class Bar:
    def __call__(self, x):
        print("Hello from Bar!")
        print(x)


o = cb.ObjWithPyCallback()
mycb=CB()
o.setCallback(mycb)
o.call()
o.setCallback(foo)
o.call()
o.setCallback(Bar())
o.call()

文件ObjWithPyCallback.i:

%module(directors="1") cb
%{
   #include "Callback.h"
   #include "ObjWithPyCallback.h"
%}
%feature("director") Callback;
%feature("nodirector") ObjWithPyCallback;

%feature("pythonprepend") ObjWithPyCallback::setCallback(Callback&) %{
   if len(args) == 1 and (not isinstance(args[0], Callback) and callable(args[0])):
      class CallableWrapper(Callback):
         def __init__(self, f):
            super(CallableWrapper, self).__init__()
            self.f_ = f
         def call(self, obj):
            self.f_(obj)

      args = tuple([CallableWrapper(args[0])])
      args[0].__disown__()
   elif len(args) == 1 and isinstance(args[0], Callback):
      args[0].__disown__()


%}

%include "Callback.h"
%include "ObjWithPyCallback.h"

文件Callback.h:

#ifndef CALLBACK_H
#define CALLBACK_H

class ObjWithPyCallback;

class Callback
{
   public:
      Callback(){}

      virtual ~Callback(){}
      virtual void call(ObjWithPyCallback& object){} 
};

#endif

文件ObjWithPyCallback.h:

#ifndef OBJWITHPYCALLBACK_H
#define OBJWITHPYCALLBACK_H

class Callback;

class ObjWithPyCallback 
{
   public:

      ObjWithPyCallback();
      ~ObjWithPyCallback();
      void setCallback(Callback &callback);
      void call();

   private:

      Callback* callback_;
};

#endif

文件ObjWithPyCallback.cpp:

#include "ObjWithPyCallback.h"
#include "Callback.h"

#include <iostream>

ObjWithPyCallback::ObjWithPyCallback() : callback_(NULL) {}

ObjWithPyCallback::~ObjWithPyCallback()
{
}

void ObjWithPyCallback::setCallback(Callback &callback)
{
   callback_ = &callback;
}

void ObjWithPyCallback::call()
{
   if ( ! callback_ )
   {
      std::cerr << "No callback is set.\n";
   }
   else
   {
      callback_->call(*this);
   }
}

答案 1 :(得分:3)

我会使用SWIG的机制来处理继承,并且有一个带有虚函数void call()的回调类。然后使用SWIG将该类从Python派生。

在Python中,您只需确保设置回调的位置,将其包装在从C ++回调类派生的Python类的实例中,并使其call成员函数执行回调。这也是你进行测试以查看它是否可调用的地方。然后,您将使用此包装器对象调用setCallback函数。

答案 2 :(得分:2)

1。解决问题的一般想法:

(1)。定义一个名为Callback的C ++类,它有一个方法run()。

(2)。在Python代码中继承Callback,并创建一个实例。

(3)。使用C ++方法将实例绑定到C ++ pointor。

(4)。使用pointor访问run(),它在python代码中定义。

2。示例代码

(1)。 example.h文件

class Callback{
    public:
    virtual void run(int n);                                                                                                                                                      
    virtual ~Callback() {}; 
};   
extern Callback * callback;
extern void doSomeWithCallback();
extern void setCallback(Callback * cb);

(2)。 example.cxx

#include <iostream>
#include "example.h"

int n=0;
Callback * callback = NULL;

void Callback::run(int n){ 
    std::cout << "This print from C++: n = " << n << std::endl;
}    

void setCallback(Callback * cb){
    callback = cb; 
}    

void doSomeWithCallback(){
    if(callback == NULL){
        std::cout << "Must set callback first!" << std::endl;
    }else{
        callback->run(n++);
    }                                                                                                                                                                                         
}

(3)。 example.i

/* File : example.i */                                                                                                                                                                        
%module(directors="1") example
%{
#include "example.h"                                                                                                                                                                          
%}

/* turn on director wrapping Callback */
%feature("director") Callback;

%include "example.h"

3。编译

$ swig -c++ -python example.i
$ g++ -c -fPIC example.cxx example_wrap.cxx -I/usr/include/python2.7/
$ g++ -shared example.o example_wrap.o -o _example.so

4。在python shell中使用

In [1]: import example

In [2]: example.doSomeWithCallback()
Must set callback first!

In [3]: callback = example.Callback()

In [4]: example.setCallback(callback)

In [5]: example.doSomeWithCallback()
This print from C++: n = 0

In [6]: class Callback(example.Callback):
   ...:     def run(self, n):
   ...:         print 'This print from Python: n =', n
   ...:         

In [7]: callback =  Callback()

In [8]: example.setCallback(callback)

In [9]: example.doSomeWithCallback()
This print from Python: n = 1

5。其他

我认为你还需要更多的东西。尝试:

$ ls swig-x.x.x/Examples/python