用于创建/维护外部结构的 C++ 构造函数链接

Posted 2023-02-23

【中文标题】用于创建/维护外部结构的 C++ 构造函数链接

【英文标题】：C++ Constructor chaining to create/maintain an external structure

【发布时间】：2020-09-16 14:28:30

【问题描述】：

我正在尝试使用 python Ctypes 来连接我提供的 C++ 类。在读/写成员数据和调用方法方面，我已经完成了大部分工作。但是我试图锻炼的课程（称之为 ClassA）依赖于一个外部课程（称之为 classB）。见：

//main.cc   This is existing caller code. everything is c++ so using it is easy
include "ClassA.hh"
include "ClassB.hh"

void main() 

ClassB objB(x,y,z);

ClassA objA(a,b, &objB);

objA.DoStuff();

但我还没有准备好通过 ctypes 在 python 中绑定和公开 classB。没用过ctypes的，基本都是写一些C绑定，用python调用。 A 类绑定可能如下所示：

//at the bottom of ClassA.hh
extern "C" 
    ClassA* ObjaNew(int x, int y)  return new ClassA(x,y);
    void ObjaDoStuff(ClassA* objPtr)  objPtr->DoStuff();

然后python中的调用代码可能是这样的

mylib = ctypes.cdll('mylib.so')
myPyObj = mylib.ObjaNew(5,6)   // executes ObjaNew
mylib.ObjaDoStuff(myPyObj)     // executes ObjaDoStuff

重要的一点是 python ctypes 仅支持 native-ish c 类型。通过 Ctypes 接口创建、传递或获取类或结构或 std::vector 是可行的。例如：此链接是需要编写才能分配 c++ 向量的代码：https://***.com/a/16887455/2312509

所以，我想我想做的是：

//classA.hh

class ClassA
public:
    ClassA(int a, int b, ClassB* p_objb)   //This is the existing constructor
        ; //whatever
        m_objb = p_objb;
    
    ClassA(int a, int b)               // This is my new constructor
        ClassB *objB = new ClassB(x,y,z);
        ClassA(a,b,objB);
    

我已经完成了这个并且它可以编译，但我还不能真正运行它。我担心 objB 被释放了，因为我看不到它是一个成员，尽管它是在构造函数的主体中分配的。我觉得如果对 new 的调用被分配给成员数据指针，那是对的，因为它是这样工作的，但是分配给本地指针，然后传递本地指针可能会失败。

我想我可以创建一个继承自两者的子类，例如：

ClassAB: public b():public a()
//But the A constructor still would need to NOT rely on the existence of ObjB
    m_objb = &this;
    

我没有写过一大堆C++，所以我不知道正确答案是什么，但我觉得这不是一个新的或新颖的概念。

【问题讨论】：

我不是 Python 方面的专家，但从 C++ 方面来看，这个问题让我感到困惑。您是否试图以一种拥有 B 和一种不拥有 B 的方式构建一个类。如果 A 被销毁，您期望 B 实例会发生什么？

@JVApen A的调用者的写法，A是唯一使用B的东西，所以从我的角度来看，我想我应该有一个析构函数知道我是否创建/分配B 并且应该删除它或不适当地删除它。 python部分不是超级相关的，除了python的Ctypes基本上支持int、float、chars和指向这些和void的指针的概念，所以将任何外部的东西传递给不是其中之一的类都是PITA。

在这种情况下，您是否需要 B 比 A 活得更久，还是可以将所有权转移到 A 中？

我不需要 B 比 A 更长寿。我发现自己想要重构，以便 A 是 B 的子类。

完美，看我的回答

【参考方案1】：

看这个问题，很明显你必须花一些时间学习在 C++ 中使用对象的基础知识。

在这种情况下，我建议您执行以下操作：

class ClassA
     int m_a;
     int m_b;
     ClassB m_objb;
public:
    ClassA(int a, int b, ClassB &&p_objb)
        : m_aa
        , m_bb
        , m_objbstd::move(p_objb)
     
    
    ClassA(int a, int b)
       : ClassA(a, b, ClassBx, y, z)
    
    
;

通过使 ClassB 成为 Class a 的成员，您不必担心内存分配或所有权，因为这是隐含的。

调用代码如下所示：

 ClassB objB(x,y,z);
 ClassA objA(a,b, std::move(objB));
 objA.DoStuff();

或者更简单：

 ClassA objA(a,b, ClassB(x, y, z));
 objA.DoStuff();

这最后清楚地表明ClassB只需要构造ClassA，你不能在move之后写一个use。

如果您想了解更多信息，我可以向了解 Java 的人推荐我的另一篇解释相同基础知识的帖子：https://codereview.stackexchange.com/questions/241354/remaking-a-1998-rts-game-in-c/241647#241647

【参考方案2】：

所以，我现在似乎运行的是一个瘦接口类：

//classAInterface.cc
#include "classA.hh"  // These are unchanged
#include "classB.hh"

class ClassAInterface 
public:
    ClassAInterface(int a, int b);
    ClassB *m_objb;
    ClassA *m_obja;
;
ClassAInterface(int a, int b)
    m_objb = new ClassB();
    m_obja = new ClassA(a,b,m_objb);


extern "C" 
    ClassAInterface* ObjaNew(int x, int y)  return new ClassAInterface(x,y);
    void ObjaDoStuff(ClassAInterface* objIntPtr)  objIntPtr->m_obja->DoStuff();


// The python is the same
mylib = ctypes.cdll('mylib.so')
myPyObj = mylib.ObjaNew(5,6)   // executes ObjaNew
mylib.ObjaDoStuff(myPyObj)     // executes ObjaDoStuff

这似乎正在工作，并允许我实际上不更改我想要接口的类。它有一些缺点，因为我真正的 ClassA 依赖它的调用者来做某些事情的方式还有其他令人不快的地方。

【讨论】：

请注意，您还需要一个函数来删除myPyObj，否则在 Python 中会出现内存泄漏。您还可以研究包装生成器，例如 SWIG，以便在 Python 中自动包装 C++ 类。