使用 Xptr 和 Function 调用 Rcpp 函数 - 只有 xptr 案例有效

Question

我正在尝试开发一个包，我需要在其中输入来自用户的函数（可以使用Rcpp 或R 定义），将其发送到struct 中的另一个函数（在包内）并在那里处理它。

当我使用Rcpp::Xptr（即函数指针）时，代码可以工作，但同样不能用于Rcpp::Function。为用户使用Rcpp::Function 的好处是他们可以在R 中定义函数（尽管会损失很多性能增益）。

首先什么是有效的：

#include <Rcpp.h>
using namespace Rcpp;

// define the structure
struct xptr_data{
  SEXP xptr;
};

// a minimal function (user-defined)
// [[Rcpp::export]]
NumericVector timesTwo(NumericVector x) {
  return x * 2;
}

// pointer to function defined
typedef NumericVector (*funcPtr) (NumericVector y);

// [[Rcpp::export]]
XPtr<funcPtr> putFunPtrInXPtr() {

  XPtr<funcPtr> rhs_ptr(new funcPtr(&timesTwo), false); 
  return rhs_ptr;
}

// this function will be in the package
NumericVector call_by_xptr_struct(NumericVector y, void* user_data){

  struct xptr_data *my_rhs_ptr = (struct xptr_data*)user_data;
  SEXP xpsexp = (*my_rhs_ptr).xptr;

  // use function pointer to get the derivatives
  XPtr<funcPtr> rhs_xptr(xpsexp);
  funcPtr rhs_fun = *rhs_xptr;

  // use the function to calculate value of RHS ----
  return(rhs_fun(y));
}


// using xptr to evaluate function - this will be exported
// from the package
//[[Rcpp::export]]
NumericVector xptr_call_struct(NumericVector y, SEXP xpsexp){

  struct xptr_data my_xptr = {NULL};

  my_xptr.xptr = xpsexp;
  return call_by_xptr_struct(y, (void*)&my_xptr);
}

/*** R    
rhs_ptr <- putFunPtrInXPtr()

xptr_call_struct(c(1,2), rhs_ptr)
[1] 2 4
*/ 

什么是行不通的，

如果函数在R中定义，而我直接使用Rcpp::Function，它会导致整个R会话崩溃，

#include <Rcpp.h>
using namespace Rcpp;

// define the function based structure
struct func_data{
  Function func;
};

// processes the input function 
NumericVector call_by_func_struct(NumericVector y, void* user_data){

  struct func_data *my_rhs_fun = (struct func_data*)user_data;
  Function func = (*my_rhs_fun).func;

  return(func(y));
}

// this will be exported from the package
//[[Rcpp::export]]
NumericVector func_call_struct(NumericVector y, Function func){

  struct func_data my_func = {NULL};

  my_func.func = func;
  return call_by_func_struct(y, (void*)&my_func);
}

/*** R
timesThree <- function(y){

  y <- 3 * y
  y
}

*/

上面的代码编译得很好，但是当我调用函数 func_call_struct(c(1,2), timesThree)) 时，它会导致整个 R 会话崩溃。

任何关于为什么R 崩溃以及如何输入R 中定义的函数的指导都会非常有帮助。

此外，有没有办法传递Rcpp 中定义的输入函数（例如，上面的timesTwo）而不是它们的Xptr。我认为在不牺牲Rcpp 带来的速度的情况下，最终用户的困惑会稍微少一些（因为他们不必生成函数指针）。

Answer 1

如果你 initialize the struct 使用可用的 Function，它会起作用：

[...]
// this will be exported from the package
//[[Rcpp::export]]
NumericVector func_call_struct(NumericVector y, Function func){

  struct func_data my_func = {func};
  return call_by_func_struct(y, (void*)&my_func);
}

至于您的附加问题：我看不到在不使用外部指针的情况下将 C++ 函数指针存储在 R 中的可能性。你不能提供一个从函数指针创建外部指针的辅助函数（可能是wrap()）吗？大致如下：

#include <Rcpp.h>
using namespace Rcpp;

// define the structure
struct xptr_data{
  SEXP xptr;
};

// pointer to function defined
typedef NumericVector (*funcPtr) (NumericVector y);


// this function will be in the package
NumericVector call_by_xptr_struct(NumericVector y, void* user_data){

  struct xptr_data *my_rhs_ptr = (struct xptr_data*)user_data;
  SEXP xpsexp = (*my_rhs_ptr).xptr;

  // use function pointer to get the derivatives
  XPtr<funcPtr> rhs_xptr(xpsexp);
  funcPtr rhs_fun = *rhs_xptr;

  // use the function to calculate value of RHS ----
  return(rhs_fun(y));
}


// using xptr to evaluate function - this will be exported
// from the package
//[[Rcpp::export]]
NumericVector xptr_call_struct(NumericVector y, SEXP xpsexp){

  struct xptr_data my_xptr = {xpsexp};
  return call_by_xptr_struct(y, (void*)&my_xptr);
}


// function in package with only C++ API
XPtr<funcPtr> wrapFunPtr(funcPtr& f) {
  XPtr<funcPtr> rhs_ptr(&f, false); 
  return rhs_ptr;
}



// user-defined functions
NumericVector timesTwo(NumericVector x) {
  return x * 2;
}

// [[Rcpp::export]]
XPtr<funcPtr> putFunPtrInXPtr() {
  static funcPtr f = &timesTwo;
  return wrapFunPtr(f);
}



/*** R    
rhs_ptr <- putFunPtrInXPtr()

xptr_call_struct(c(1,2), rhs_ptr)
*/ 

用户将提供最后两个函数。使用 C++11 可以这样简化：

// [[Rcpp::export]]
XPtr<funcPtr> putFunPtrInXPtr() {
  static funcPtr timesTwo{ [](NumericVector x) -> NumericVector { return x * 2; } };
  return wrapFunPtr(timesTwo); 
}

虽然在这种情况下使用它可能就足够了

// [[Rcpp::export]]
XPtr<funcPtr> putFunPtrInXPtr() {
  static funcPtr timesTwo{ [](NumericVector x) -> NumericVector { return x * 2; } };
  XPtr<funcPtr> rhs_ptr(timesTwo, false); 
  return rhs_ptr;
}

在包中不需要wrapFunPtr。用户必须提供一个函数，其中包括一些样板代码以及 lambda 表达式中的实际“肉”。