通过 C++反对 C++通过Python编写代码？

Question

我用 C++ 编写了一些物理模拟代码，解析输入文本文件是它的瓶颈。作为输入参数之一，用户必须指定一个数学函数，该函数将在运行时被多次评估。 C++ 代码为此有一些预定义的函数类（它们实际上在数学方面相当复杂）和一些有限的解析能力，但我对这种构造根本不满意。

我需要的是算法和函数求值都保持快速，因此将它们保留为编译代码（最好将数学函数保留为 C++ 函数对象）是有利的。然而，我想到将整个模拟与 Python 粘合在一起：用户可以在 Python 脚本中指定输入参数，同时还可以在 Python 中实现存储、结果可视化 (matplotlib) 和 GUI。

我知道大多数时候，可以使用 SWIG 来公开 C++ 类，但我仍然对 Python 中用户定义的数学函数的解析有疑问：

是否可以以某种方式构造 C++ 函数对象在Python中并将其传递给C++算法？ 例如，当我

f = WrappedCPPGaussianFunctionClass(sigma=0.5)
WrappedCPPAlgorithm(f)

在Python中调用时，它会返回一个指向C++对象的指针，然后该对象将被传递给需要这样一个指针的C++例程，或者类似的东西......（在这种情况下，不要问我有关内存管理的问题，尽管如此） :S)

要点是算法中不应该对 Python 代码进行回调。稍后我想扩展这个示例，以便在 Python 端也进行一些简单的表达式解析，例如函数的求和或乘积，并返回一些复合的解析树（如 C++ 对象），但现在让我们停留在基础知识上。

很抱歉发了这么长的帖子，并感谢您提前提出的建议。

Answer 1

我一直在做类似的事情。最简单的解决方案，也是我通常选择的解决方案，因为如果没有别的原因，我很懒，就是将您的 API 扁平化为类似 C 的 API，然后仅在 Python（或您选择的其他语言）之间传递指针。

首先创建您的类，

class MyFunctionClass
{
  public:
    MyFunctionClass(int Param)
    ...
};

class MyAlgorithmClass
{
  public:
    MyAlgorithmClass(myfunctionclass& Func)
    ...
};

然后创建一个 C 风格的函数 api，用于创建和销毁这些类。我通常会平铺直叙地传递 void* ，因为我使用的语言无论如何都不会保持类型安全。这样就更容易了。只要确保在实际使用 void* 之前转换回正确的类型即可。

    void* CreateFunction(int Param)
    {
      return new MyFunctionClass(Param);
    }

    void DeleteFunction(void* pFunc)
    {
        if (pFunc)
            delete (MyFunctionClass*)pFunc;
    }

    void* CreateAlgorithm(void* pFunc)
    {
      return new MyAlgorithmClass(*(MyFunctionClass*)pFunc)
    }

    void DelteAlgorithm(void* pAlg)
    {
       if (pAlg)
           delete (MyAlgorithmClass*)pAlg;
    }

您所需要做的就是让 python 调用那些 C 风格的函数。事实上，它们可以（并且可能应该）是外部“c”函数，以使链接更加容易。