python - 如何将 c++ 类包装到 python 以便我可以使用 pybind11 访问其成员的公共(public)方法(成员是对象指针)

Question

我有一个 c++ 类，称之为 Example，我想使用 pybind11 将其包装到 Python。 Example 包含一个成员，它是一个MemberClassInterface 指针，称之为memberClass。 memberClass 被分配了 MemberClass 的实例，该实例派生自 MemberClassInterface。在 python 包装器中，我希望能够访问 memberClass 对象的公共(public)方法，但不知道如何操作。下面是我试图在此处用文本解释的结构。

class MemberClass : public MemberClassInterface{
  public:
    MemberClass();
    ~MemberClass();
    someFunc(); //virtual func in interface.
}
someFunc(){
//implementation..
}

class Example{
  public:
    Example();
    MemberClassInterface * memberClass;
}
Example(){
  this->memberClass = new MemberClass();
}

像这样的一些包装是我要包装的；这是 obv 无法正常工作，但我还没有找到如何去做。我也不具备 C++ 方面的最佳知识(或 Python 方面的知识)，所以我自己也无法弄清楚。

PYBIND_MODULE(pyexample,m){
  py::class_<Example>(m,"Example")
    .def(py::init<>())
    .def("memberClass", &Example::memberClass); <--- either something like this, or something like the
                                                     row below. 
    .def("someFunc", &Example::memberClass->someFunc); <-- how to achieve something similar to this?
                                                       It complains about someFunc not being non-static,
                                                       which I can understand...

}

我希望能够做到这一点:

>>> import pyexample
>>> a = pyexample.Example()
>>> a.memberClass.someFunc() <--- this is what I want to achieve.
>>> a.someFunc() <---- or possibly this. But this seems to require someFunc to be static.. 
                 or embedding memberClass.someFunc() into another function calling
                 memberClass.someFunc...

我之前没有任何包装方面的经验，因此感觉很迷茫。我没有给出一个完美的答案，但如果有人有任何想法或可以引导我找到谈论这种包装的人或事，我将不胜感激。

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更新:pschill 的回答帮我解决了这个问题!

Answer 1

这可以通过首先导出 MemberClassInterface 来实现。以下示例应按预期工作:

PYBIND11_MODULE(pyexample, m)
{
    pybind11::class_<MemberClassInterface>(m, "MemberClassInterface")
        .def("someFunc", &MemberClassInterface::someFunc);

    pybind11::class_<Example>(m, "Example")
        .def(pybind11::init())
        .def_readonly("memberClass", &Example::memberClass);
}

在 python 中的用法:

>>> import pyexample
>>> a = pyexample.Example()
>>> a.memberClass.someFunc()

如果您需要它，这里有一个在我的机器上成功编译的完整示例。我将 memberClass 重命名为 member 因为我发现变量名很困惑。我还将原始指针更改为 unique_ptr，因为它避免了一些所有权问题。为了使 unique_ptr 起作用，我必须将 .def_readonly 替换为 .def_property_readonly 和 lambda 函数。

#include "pybind11/pybind11.h"
#include <iostream>
#include <memory>

class MemberClassInterface
{
public:
    virtual ~MemberClassInterface() = default;
    virtual void someFunc() = 0;
};

class MemberClass : public MemberClassInterface
{
public:
    virtual void someFunc() override
    {
        std::cout << "Hello from MemberClass" << std::endl;
    }
};

class Example
{
public:
    Example()
        :
        member(std::make_unique<MemberClass>())
    {}

    std::unique_ptr<MemberClassInterface> member;
};


PYBIND11_MODULE(pyexample, m)
{
    pybind11::class_<MemberClassInterface>(m, "MemberClassInterface")
        .def("someFunc", &MemberClassInterface::someFunc);

    pybind11::class_<Example>(m, "Example")
        .def(pybind11::init())
        .def_property_readonly("member", [](Example const& e) { return e.member.get(); });
}