从 C++ 访问在 python 中创建的 C++ 类

Posted 2023-02-21

【中文标题】从 C++ 访问在 python 中创建的 C++ 类

【英文标题】：Get access to C++ class created in python from C++

【发布时间】：2019-11-08 16:34:22

【问题描述】：

怎么做

c++ -> Python -> c++
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C++ 应用正在托管 python。 Python 创建一个类，它实际上是对 c/c++ 对象的包装 如何从托管 c++ 访问由 python 创建的此对象的 c/c++ 指针？

代码示例：

假设我有一个为 python 包装的 C++ 类（例如使用 boost.python）

// foo.cpp
#include <boost/python.hpp>

struct Cat 
   Cat (int fur=4): _furi  
   int get_fur() const  return _fur; 
private:
   int _fur;
;

BOOST_PYTHON_MODULE(foo) 
using namespace boost::python;

class_<Cat>("Cat", init<int>())
   .def("get_fur", &A::get_fur, "Density of cat's fur");

现在我正在用 C++ 托管一个 python。一个 python 脚本创建 Cat => 在下面创建一个 c++ Cat 实例。如何从托管 c++（从 C++ 到 C++）获取指向 Cat 的 c++ 实例的指针？

#include <Python.h>

int
main(int argc, char *argv[])

  Py_SetProgramName(argv[0]);  /* optional but recommended */
  Py_Initialize();
  PyRun_SimpleString("from cat import Cat \n"
                     "cat = Cat(10) \n");

  // WHAT to do here to get pointer to C++ instance of Cat
   ... ??? ...

  std::cout << "Cat's fur: " << cat->get_fur() << std::endl

  Py_Finalize();
  return 0;

实际应用 真正的问题是：我们有一个 c++ 框架，它有相当复杂的初始化和配置阶段，而性能并不重要；然后是处理阶段，性能就是一切。该框架有一个 python 包装。在 python 中定义东西非常方便，但从 python 运行仍然比纯 c++ 代码慢。出于多种原因，在 python 中执行此配置/初始化阶段，获取指向 C++ 对象下方的指针，然后以“纯 C++ 模式”运行是很诱人的。如果我们可以从头开始编写所有内容会很容易，但我们已经定义了（30 岁）C++ 框架。

【问题讨论】：

该类来自 c++，但实例来自 python，您想在 c++ 中访问该实例吗？我不确定这是否只是我的困惑，或者您是否混淆了标题/问题中的类/实例

感谢您的评论。更新了问题。

【参考方案1】：

#include <Python.h>

int main(int argc, char *argv[])

  Py_SetProgramName(argv[0]);
  Py_Initialize();

  object module = import("__main__");
  object space = module.attr("__dict__");

  exec("from cat import Cat \n"
       "cat = Cat(10) \n",
       space);

  Cat& cat = extract<Cat&>(space["cat"]);
  std::cout<<"Cat's fur: "<< cat.get_fur() <<"\n";

  //or:

  Cat& cat2 = extract<Cat&>(space.attr("cat"));
  std::cout<<"Cat's fur: "<< cat2.get_fur() <<"\n";

  //or:

  object result = eval("cat = Cat(10)");
  Cat& cat3 = extract<Cat&>(result);
  std::cout<<"Cat's fur: "<< cat3.get_fur() <<"\n";

  Py_Finalize();
  return 0;

【参考方案2】：

如果包装器是开源的，请使用来自 C++ 的包装器的 python 对象结构。将 PyObject * 转换为应该将 PyObject 作为其第一个成员 iirc 的结构，并简单地访问指向 C++ 实例的指针。

通过在 Python 中保留包装器实例，确保在使用实例时不会删除它。当它被释放时，它可能会删除你现在仍然持有一个指向的包装的 C++ 实例。

请记住，这种方法既危险又脆弱，因为它取决于包装器的实现细节，这些细节可能会在未来的版本中发生变化。

起点：cpython/object.h

【讨论】：

你能提供一些代码吗？例如。基于示例中的类？