Boost.Python 无法解析传递给函数的派生类型答案

【问题标题】：Boost.Python failing to resolve derived type passed to functionBoost.Python 无法解析传递给函数的派生类型
【发布时间】：2015-04-23 21:49:47
【问题描述】：

我在 Boost.Python 冒险中遇到了另一个障碍。

我定义了以下 Python 模块：

#include <Python.h>
#include <iostream>
#include <boost/python.hpp>

using namespace boost;
using namespace boost::python;

struct Base { };

void foo(boost::shared_ptr<Base>)
{
    std::cout << "yay\n";
}

BOOST_PYTHON_MODULE(Test)
{
    class_<Base, shared_ptr<Base>, noncopyable>("Base", init<>());

    def("foo", foo);
}

运行以下脚本：

from Test import *

class Bar(Base):
    def __init__(self):
        pass

foo(Base()) #works
foo(Bar()) #error

最后一行产生一个错误：

Python argument types in
    foo(Bar)
did not match C++ signature:
    foo(class boost::shared_ptr<struct Base>)

现在我的问题是为什么这不起作用？当然类型系统应该能够计算出Bar 是Base 实例？

http://coliru.stacked-crooked.com/a/43f111fb3032a20a

感谢任何帮助！

【问题讨论】：

标签： python c++ boost boost-python

【解决方案1】：

在这种特殊情况下，错误消息具有误导性。该函数接收具有正确 type 的参数；但是，该参数有一个不适当的值。 Bar 初始化程序未初始化其层次结构的 Python Base 部分。 Python 实例不包含 boost::shared_ptr<Base> 实例，导致 Boost.Python 无法调度到 C++ 函数：

class Bar(Base):
    def __init__(self):
        pass # Base is not initialized.

fun(Base()) # No boost::shared_ptr<Base> instance.

要解决此问题，请在 Bar.__init__() 内显式调用 Base.__init__()：

class Bar(Base):
    def __init__(self):
        Base.__init__(self) # Instantiates boost::shared_ptr<Base>.

fun(Bar()) # Boost.Python will extract boost::shared_ptr<Base> from Bar().

详细来说，在 Python 中，如果派生类定义了 __init__() 方法，那么它应该显式调用父类的 __init__() 方法。 Python 文档states：

如果基类具有__init__() 方法，则派生类的__init__() 方法（如果有）必须显式调用它以确保正确初始化实例的基类部分；例如：BaseClass.__init__(self, [args...])。

在 Boost.Python 中，C++ 类包装器有一个instance_holder。这些对象在其 Python 对象包装器中保存 C++ 实例，并且 C++ 对象的实例化发生在 Python 对象的 __init__ 函数中：

当调用包装 C++ 类的 __init__ 函数时，会创建一个新的 instance_holder 实例并将其安装在 Python 对象中 [...]

因此，如果不调用 Python 对象的 __init__() 方法，则不会实例化内部 C++ 对象。当从 Python 调用公开的 C++ 函数时，Boost.Python 将检查调用参数，尝试在一组公开的函数中识别匹配的 C++ 函数。如果找不到匹配项，它将引发Boost.Python.ArgumentError 异常，列出无法匹配的参数类型和 C++ 函数集。

这是一个完整的示例demonstrating，它有两种不同的 Python 类型继承自公开的 C++ 类型，其中一种层次结构已正确初始化，而另一种则未正确初始化：

#include <boost/python.hpp>

struct base {};

void foo(boost::shared_ptr<base>) {}

BOOST_PYTHON_MODULE(example)
{
  namespace python = boost::python;
  python::class_<base, boost::shared_ptr<base>, boost::noncopyable>(
      "Base", python::init<>())
    ;

  python::def("foo", &foo);
}

互动使用：

>>> import example
>>> class GoodDerived(example.Base):
...     def __init__(self):
...         example.Base.__init__(self)
...
>>> class BadDerived(example.Base):
...     def __init__(self):
...         pass
...
>>> assert(isinstance(GoodDerived(), example.Base))
>>> assert(isinstance(BadDerived(), example.Base))
>>> try:
...     example.foo(GoodDerived())
...     got_exception = False
... except:
...     got_exception = True
... finally:
...     assert(not got_exception)
...
>>> try:
...     example.foo(BadDerived())
...     got_exception = False
... except:
...     got_exception = True
... finally:
...     assert(got_exception)

请注意，虽然类型层次结构是正确的并且可以通过 isinstance(() 验证，但类型并不表示实例是否具有适当的值。

【讨论】：

我回到电脑前会试试这个！