将 SWIG 用于函数作为输入参数的函数

Question

考虑以下最小示例：我有一个 C++ 函数“myfun”，它接受一个数字和另一个函数作为输入，并返回在 x 处计算的函数：

double myfun(double x, double (*f)(double y))
{ 返回 f(x)； }

我将此代码存储在“test.cpp”中。相应头文件'test.hpp'中的代码很简单

double myfun(double x, double (*f)(double y));

现在，我尝试使用 SWIG 从 Python 访问“myfun”。 'swig.i' 文件如下所示：

%module 测试
%{
#include "test.hpp"
%}
双myfun（双x，双（* f）（双y））；

每当我尝试在 Python 中调用此函数时，例如与

从测试导入 myfun
myfun(2, lambda y: y**2)

我收到错误：

在方法“myfun”中，类型为“double (*)(double)”的参数 2

所以我的问题很简单：如何修改“swig.i”文件以便我可以将任何（合适的 Python）函数传递给“myfun”？ （这个问题与How to wrap a c++ function which takes in a function pointer in python using SWIG'这个帖子有点相关，但不同的是，这里我没有在C++中指定输入函数，而是我想把它作为一个免费的'参数'）。

Answer 1

在编写绑定时，回调需要额外处理，这在 SWIG 中（尚不）支持，显然没有真正的解决方法。

主要的一点是 SWIG 是关于从 Python（和其他语言）调用 C，而不是从 C 调用 Python。

我们使用的是SIP，它是一个更复杂的绑定生成器（不过它是特定于 C++/Python 的）。 SIP 支持回调，甚至支持从 C++ 类继承 Python 类。

该工具非常强大，是 PyQt 绑定背后的引擎。

但是请注意，Python 中的可调用对象不仅仅是 C++ 中的函数，因为它可以包含上下文（可以是闭包）。在 C++ 代码中，如：

int callF(int (*f)(int, int), int a, int b) {
    return f(a, b);
}

只能调用纯上下文无关函数，因此不可能向其传递通用 Python 回调，因为没有足够的信息（唯一的解决方案是分配预编译的蹦床或在运行时生成 C++ 代码）。

如果您可以控制双方，但解决方法是创建一个包含回调的 C 类并在 Python 中派生它。例如：

struct CBack {
    virtual int operator()(int x, int y) const {
        return x+y;
    }
    virtual ~CBack() {}
};

int callF(const CBack& f,
          int xv, int yv)
{
    return f(xv, yv);
}

然后从 CBack 派生一个 Python 类并传递它：

class Add(CBack):
    def __call__(self, x, y):
        return x + y

class Mul(CBack):
    def __call__(self, x, y):
        return x * y

print callF(Add(), 3, 7) # will print 10
print callF(Mul(), 3, 7) # will print 21

在这种情况下，您也可以传递一个（包装的）lambda

def cback(f):
    class PyCBack(CBack):
        def __call__(self, x, y):
            return f(x, y)
    return PyCBack()

print callF(cback(lambda x, y: x*y), 3, 7)

换句话说，一个阻抗问题是 C++ 的函数与 Python 的函数不同（Python 的函数也可以有上下文）。

完整的例子可以从here下载。

Answer 2

根据documentation（强调我的）：

虽然 SWIG 通常不允许用目标语言编写回调函数，但这可以通过使用类型映射和其他高级 SWIG 功能来完成。

如果您想深入了解该主题，建议使用This 章节。
无论如何，它看起来不是该工具的预期关键功能。
你能做的最好的可能是获得一个围绕 Python 设计的解决方案，并且不能与其他目标语言一起使用，但这通常不是 Swig 用户想要的。

请注意，您仍然可以使用 C/C++ 编写回调并将它们导出为常量，然后从目标语言中使用它们。
有关详细信息，请参阅上面的 me 文档。