c++ - 通过 Python 将 C++ 对象传递给 C++ 代码？

Question

我用 C++ 编写了一些物理模拟代码，解析输入文本文件是它的瓶颈。作为输入参数之一，用户必须指定一个将在运行时多次求值的数学函数。 C++ 代码有一些为此预定义的函数类(它们实际上在数学方面相当复杂)和一些有限的解析能力，但我对这种结构一点也不满意。

我需要的是算法和函数求值都保持快速，因此将它们都保留为编译代码(最好是将数学函数作为 C++ 函数对象)是有利的。然而，我想到用 Python 将整个模拟粘合在一起:用户可以在 Python 脚本中指定输入参数，同时还可以在 Python 中实现存储、结果可视化 (matplotlib) 和 GUI。

我知道大多数时候，暴露 C++ 类是可以做到的，例如使用 SWIG，但我仍然有一个关于在 Python 中解析用户定义的数学函数的问题:

是否有可能以某种方式在 Python 中构建 C++ 函数对象并将其传递给 C++ 算法？ 例如。当我打电话时

f = WrappedCPPGaussianFunctionClass(sigma=0.5)
WrappedCPPAlgorithm(f)

在 Python 中，它会返回一个指向 C++ 对象的指针，然后该对象将被传递给需要此类指针或类似内容的 C++ 例程……(不过，在这种情况下，不要问我有关内存管理的问题: S)

重点是算法中不应该对 Python 代码进行回调。稍后我想扩展这个例子，在 Python 端也做一些简单的表达式解析，比如函数的求和或乘积，并返回一些复合的、解析树，比如 C++ 对象，但让我们现在停留在基础上。

抱歉发了这么长的帖子，感谢提前提出的建议。

Answer 1

我一直在做类似的事情。最简单的解决方案，也是我通常选择的解决方案，因为如果不出意外的话，我很懒惰，就是将您的 API 扁平化为类似 C 的 API，然后仅将指针传递给 Python(或您选择的其他语言)。

首先创建你的类

class MyFunctionClass
{
  public:
    MyFunctionClass(int Param)
    ...
};

class MyAlgorithmClass
{
  public:
    MyAlgorithmClass(myfunctionclass& Func)
    ...
};

然后创建一个 C 风格的函数 api，用于创建和销毁这些类。我通常会竭尽全力传递 void* ，因为我使用的语言无论如何都不会保持类型安全。那样更容​​易。只需确保在实际使用 void* 之前转换回正确的类型即可

    void* CreateFunction(int Param)
    {
      return new MyFunctionClass(Param);
    }

    void DeleteFunction(void* pFunc)
    {
        if (pFunc)
            delete (MyFunctionClass*)pFunc;
    }

    void* CreateAlgorithm(void* pFunc)
    {
      return new MyAlgorithmClass(*(MyFunctionClass*)pFunc)
    }

    void DelteAlgorithm(void* pAlg)
    {
       if (pAlg)
           delete (MyAlgorithmClass*)pAlg;
    }

您不需要做的就是让 python 调用那些 C 风格的函数。事实上，它们可以(而且可能应该)是 extern "c"函数以使链接更容易。