如何使用 Cython 围绕 C 结构编写完整的 Python 包装器？

Question

我正在使用 Cython 为 Python 的 C 库编写高级接口。
我有一个扩展类型A，它使用指向更复杂的C 上下文结构c_context 的指针来初始化库。指针保存在A 中。
A 还有一个def 函数，该函数反过来创建另一个扩展类型B，使用库函数调用初始化另一个C 结构。在B 中进行的后续库调用需要此结构。
B 需要来自A 的c_context 指针，它由我包装在扩展类型py_context 中，以便将其传递给@ 987654333@来自B：

#lib.pxd (C library definitions)
cdef extern from "lib.h":
    ctypedef struct c_context:
        pass

#file py_context.pxd
from lib cimport c_context

cdef class py_context:
    cdef c_context *context
    cdef create(cls, c_context *context)
    cdef c_context* get(self)

#file py_context.pyx
def class py_context:
    @staticmethod
    cdef create(cls, c_context *c):   
        cls = py_nfc_context()  
        cls.context = c  
        return cls

    cdef c_context* get(self):
        return self.context

使用正确的 C 上下文传递包装器非常有效。

现在我需要再次从py_context 中取出C 结构并将其保存在B 中。我将cdef c_context get(self) 添加到py_context.pxd/pyx。 从 Bs __cinit__ 调用 py_context.get() 会导致：AttributeError: py_context object has no attribute get.

似乎我不知道什么时候在 Cython 中调用 cdef 函数。

所以我的问题是：再次从我的包装类中提取 C 结构的最佳方法是什么？

Answer 1

问题在于 Cython 在编译时不知道您的 py_context 变量的数据类型。对cdef 函数的调用是在编译时解决的，并且不存在在运行时通过属性查找来解决它的机制（与普通 Python 函数一样）。

[请注意，在 Cython 中编写的 def 函数仍然可以编译，并且可以指定数据类型，因此如果有正确的信息，它们完全能够调用 cdef 函数。]

您不会给出出错的相关代码（B 类型的构造函数），但这里有一个非常简化的示例，希望能给您提供几种解决方法：

cdef class A:
    cdef f(self):
        return

def f1(var):
    var.f()

#f1(A()) # will fail at runtime with an attribute error

在f1 中var 的类型是未知的，因此你不能调用cdef 函数。

def f2(A var):
    var.f()

f2(A()) # will work
f2(1) # will fail, int can't be converted to A

在f2 中，var 的类型被限制为A，因此它可以愉快地调用与A 关联的cdef 函数。如果您将不是A 的东西传递给它，您将在运行时获得TypeError。

def f3(var):
    cdef A another_reference_to_var = var # this does test that the types match
    another_reference_to_var.f()

f3(A()) # will work
f3(1) # will fail, int can't be converted to A

函数f3 可以接受任何类型的变量。但是，当您将其分配给 another_reference_to_var（即 cdefed 为 A）时，它会检查类型是否匹配（如果不匹配，则会引发运行时异常）。由于another_reference_to_var 在编译时已知为A，因此您可以调用As cdef 函数。

本质上，您需要为__cinit__ 函数指定相关输入的类型。