我正在尝试使用 cython 包装现有的 C 库。该库使用我想重定向的回调来执行 python 代码。 假设 header 中的相应行如下:
typedef RETCODE (*FUNC_EVAL)(int a, int b, void* func_data);
返回代码用于指示错误。的API 创建对应的C struct如下:
RETCODE func_create(Func** fstar,
FUNC_EVAL func_eval,
void* func_data);
我添加了一个 cython 头文件/实现文件。 header 包含类型定义:
ctypedef RETCODE (*FUNC_EVAL)(int a,
int b,
void* func_data)
该实现包含一个包装函数:
cdef RETCODE func_eval(int a,
int b,
void* func_data):
(<object> func_data).func_eval(a, b)
return OKAY;
我可以将此函数传递给 func_create
cython 包装器就好了。
但是,我想确保 python 代码中的异常是
通过返回一个 ERROR
值向 C 库报告
一个返回码。所以我添加了以下内容:
cdef RETCODE func_eval(int a,
int b,
void* func_data) except ERROR:
(<object> func_data).func_eval(a, b)
return OKAY;
但是,现在 cython 终止并显示以下错误消息:
Cannot assign type 'RETCODE (*)(int, int, void *) except ERROR' to 'FUNC_EVAL'
我使用的 except ...
语句错了吗?
最佳答案
那是 Cython 试图防止您犯细微的错误。
首先,让我们回顾一下 CPython 中错误处理的工作原理:有一个全局错误状态(每个线程),它在发生错误/异常时设置。该状态包含有关异常类型、回溯等信息。惯例是,除了设置全局错误状态外,函数还通过特殊的返回值发出失败信号,因此不必在每次函数调用后检查错误状态。
一旦在函数中检测到故障,必须发生以下情况:
- 如果此函数“知道”如何处理此错误(例如“except”子句),那么它必须在继续之前清除全局错误状态。
- 如果这个函数不“知道”如何处理他的错误,它必须中止并返回失败信号。
一件重要的事情:如果函数没有报告发生的错误,它应该清除错误状态,否则 python 解释器处于不一致的状态并且可能发生细微的错误:例如 Cython cdef
-具有 except?
的函数取决于正确的错误状态(Cython 的 except
子句有何不同,请参见示例 this SO-answer)。
现在,回到您的 cdef
函数。
- 如果在没有
except
的情况下声明它,Cython 会处理全局状态:如果发生错误,则在函数返回之前清除状态(并将警告写入标准错误)默认值。 - 如果函数是用
except 1
声明的,则函数的调用者必须注意清除错误状态。
所以问题是:FUNC_EVAL
仿函数的调用者是否在发生错误时清除 Python 的错误状态?
- 如果是,将函数指针类型包装为
ctypedef... (*FUNC_EVAL)(...) except 1
以向 Cython 表明调用者将能够处理错误. - 如果不是(更有可能),您将不得不在
cdef
函数中处理 Python 的错误状态。
在“否”的情况下,最直接的方法是在 cdef
函数中使用 try: ... except: ...
,即
cdef RETCODE func_eval(int a,
int b,
void* func_data):
try:
(<object> func_data).func_eval(a, b)
except Exception:
return ERROR
return OKAY
有人可能会担心,即使在没有引发异常的情况下,使用 try...except...
也会增加开销。这是真的。但是,您已经调用了一些 Python 功能,因此这种额外的开销不会降低性能。
我的快速实验表明,如果调用的 Python 功能中根本没有计算,您可能会损失高达 30%(请参阅答案附录中的实验)。但是上面是一个极端的情况,通常你会损失的少很多,所以我不会尝试优化它,除非分析器显示它确实是一个问题。
如果您定义 ERROR=0
和 'OKAY=1,那么您可以使用实现细节,即 Cython 在清除错误时将结果设置为
0`。然而,这似乎是一条湿滑的道路。
开销的测量:
%%cython -a
cdef extern from *:
"""
typedef int (*FUN)(void);
void call(FUN f){
f();
}
"""
ctypedef int (*FUN)()
void call(FUN f)
def dummy():
pass
cdef int cython_handling():
dummy()
return 1
cdef int manual_handling():
try:
dummy()
except Exception:
return 0
return 1
def check_cython():
cdef int i
for i in range(1000):
call(cython_handling)
def check_manually():
cdef int i
for i in range(1000):
call(manual_handling)
现在:
%timeit check_cython()
# 21.6 µs ± 164 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)
%timeit check_manually()
# 27 µs ± 493 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)
关于python - Cython 函数指针和异常,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/53973049/