【问题标题】:C++ Constructor chaining to create/maintain an external structure用于创建/维护外部结构的 C++ 构造函数链接
【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://stackoverflow.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

标签: python c++ oop inheritance ctypes


【解决方案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_a{a}
        , m_b{b}
        , m_objb{std::move(p_objb)}
    { 
    }
    ClassA(int a, int b)
       : ClassA(a, b, ClassB{x, 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

【讨论】:

    【解决方案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。
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