我可以在扩展 Python 时使用 C++ 功能吗？

Posted 2023-02-23

【中文标题】我可以在扩展 Python 时使用 C++ 功能吗？

【英文标题】：Can I use C++ features while extending Python?

【发布时间】：2009-07-26 23:30:23

【问题描述】：

Python 手册说您可以在 C 和 C++ 中为 Python 创建模块。在使用 C++ 时，您可以利用类和模板之类的东西吗？它不会造成与其他库和解释器的不兼容吗？

【问题讨论】：

看看***.com/q/10368141/151641的答案

【参考方案1】：

挂钩函数的实现是用 C 实现还是用 C++ 实现并不重要。事实上，我已经看到了一些 Python 扩展，它们积极使用 C++ 模板甚至 Boost 库。 没问题。 :-)

【参考方案2】：

boost 人员有一种很好的自动化方式来包装 C++ 代码以供 python 使用。

它被称为：Boost.Python

它比 SWIG 更好地处理 C++ 的一些结构，尤其是模板元编程。

【参考方案3】：

您感兴趣的是一个名为SWIG 的程序。它将为 C++ 代码生成 Python 包装器和接口。我将它与模板、继承、命名空间等一起使用，效果很好。

【讨论】：

如果您主要针对 C++，SWIG 绝对不是您想要使用的工具。如果它只是您正在使用的一小部分内容，它对 C++ 的理解足以将其包装起来很方便，但它无法触及 Boost.Python 以获得 C++ 支持。

@Nick：我查看了 Boost::Python 库，但我不相信它更胜一筹。 Boost 使用的所有模板和宏魔法都可能是脆弱的，它限制了代码可以做的事情。

为什么投反对票？这是一个比“答案”更有用的答案。

@Seth：你发现哪些部分很脆弱？你遇到了什么限制？我发现 Boost.Python 非常灵活和健壮。不要误会 - SWIG 是一个很好的库，但如果我只是连接 C++ 和 Python，我总是更喜欢 Boost.Python...

【参考方案4】：

您应该能够使用 C++ 语言的所有功能。 Extending Python Documentation (2.6.2) 表示您可以使用 C++，但提及以下注意事项：

可以写扩展 C++ 中的模块。一些限制 申请。如果主程序（Python 解释器）被编译和链接 C 编译器，全局或静态 具有构造函数的对象不能 用过的。这不是问题，如果 主程序由C++链接 编译器。将成为的功能 由 Python 解释器调用（在 特别是模块初始化 函数）必须使用声明 外部“C”。没有必要 将 Python 头文件包含在 extern "C" ... — 他们使用这种形式 如果符号 __cplusplus 是 已定义（所有最近的 C++ 编译器 定义这个符号）。

第一个限制，“不能使用具有构造函数的全局或静态对象”，与大多数 C++ 编译器初始化具有这种存储持续时间的对象的方式有关。例如，考虑以下代码：

class Foo  Foo()   ;

static Foo f;

int main(int argc, char** argv) 

编译器必须发出特殊代码，以便在执行 main 之前为 'f' 调用 'Foo' 构造函数。如果您的 Python 扩展中有具有静态存储持续时间的对象并且 Python 解释器未针对 C++ 进行编译和链接，则不会创建此特殊初始化代码。

第二个限制，“将由 Python 解释器调用的函数（特别是模块初始化函数）必须使用 extern "C" 声明”，这与 C++ 名称修改有关。大多数 C++ 编译器都会修改它们的名称，以便它们可以使用为 C 工具链提供的相同链接器。例如说你有：

void a_function_python_calls(void* foo);

C++ 编译器可能将对名称“a_function_python_calls”的引用转换为类似“a_function_python_calls@1vga”的名称。在这种情况下，您可能会在尝试与 Python 库链接时得到未解析的外部。

【讨论】：

当然，这些问题与任何 C 到 C++ 的链接都是一致的，并不是 Python 独有的。如果您控制 Python 解释器的构建过程（例如，您正在嵌入和扩展，而不仅仅是扩展），那么您无需担心这一点，因为您可以使用 C++ 编译器和链接器构建 Python。