正在包装 C++带有 ctypes 的库是一个坏主意吗？

Question

我通读了以下关于包装C库 和 C++ 库，我是不确定我明白了。我正在使用的 C++ 库确实使用了类和模板，但没有以任何过于复杂的方式。用 ctypes 包装它有什么问题或注意事项（除了可以在纯 python 等中这样做之外）？

PyCXX 、 Cython 和 boost::python 是人们提到的另外三个选择，是否有共识哪一个更适合 C++？

谢谢

奥利弗

Answer 1

为了捍卫 boost::python，考虑到 Alexander 对 ctypes 的回答：

Boost python 在 c++ 和 python 代码之间提供了非常“c++”接口 - 甚至可以执行允许的 python 子类之类的操作使用 C++ 类来重写虚方法相对简单。以下是一些优秀功能的列表：

• 允许 Python 子类覆盖 C++ 类的虚拟方法。
• std::vector<>、std::map<> 实例与 Python 列表和字典之间的桥梁（使用 vector_indexing_suite 和 map_indexing_suite）
• 使用Python引用计数自动共享智能指针（boost::shared_ptr等）中的引用计数（并且您可以将其扩展到任何智能指针）指针）。
• 传递参数和从函数返回值时对所有权进行细粒度控制。

基本上，如果您的设计希望以忠实于语言的方式公开 C++ 接口，那么 boost::python 可能是最好的方法。

唯一的缺点是增加了编译时间（boost::python 广泛使用模板），并且如果您没有完全正确地处理事情，有时会出现不透明的错误消息。

Answer 2

对于可从 Python 访问的 C++ 库，它必须使用 C 导出名称，这基本上意味着名为 foo 的函数可以作为 foo 从 ctypes 访问。

这只能通过使用 export C {} 封装公共接口来实现，这反过来又不允许其中的函数重载和模板（仅要包装库的公共接口）是相关的，内部工作原理不是，并且可以使用他们喜欢的任何 C++ 功能）。

原因是 C++ 编译器使用一种称为“名称修改”的机制来为重载或模板化符号生成唯一名称。虽然如果您知道函数的重整名称，ctypes 仍然会找到该函数，但重整方案取决于所使用的编译器/链接器，并且您不能依赖它。 简而言之：不要使用 ctypes 来包装在其公共接口中使用 C++ 功能的库。

Cython 采用了不同的方法。它可以帮助您构建与原始库进行接口的 C 扩展模块。因此，通过常规C++链接机制来链接到C++库，从而避免了上述问题。 Cython 的问题在于，需要为每个平台重新编译 C 扩展库，但无论如何，这也适用于要包装的 C++ 库。

就我个人而言，我想说，在大多数情况下，与 ctypes 相比，启动 Cython 的时间是值得的，并且最终会得到回报（除了非常简单的 Cish 接口）。

我没有任何使用 boost.python 的经验，所以我无法对它发表评论（但是，我也不认为它很受欢迎）。