python - 在cython中用函数指针作为模板参数包装C++代码

Question

我试图在 cython 中包装以下用 C++ 编写的声明:

template<typename T, double (*distance)(const DataPoint&, const DataPoint&)>
class VpTree
{...}

我在 C++ 中也有以下定义:

inline double euclidean_distance(const DataPoint &t1, const DataPoint &t2) {...}

我正在尝试用 cython 包装它。这是我根据文档得出的结论:

cdef extern from "vptree.h":
    # declaration of DataPoint omitted here

    cdef inline double euclidean_distance(DataPoint&, DataPoint&)

    cdef cppclass VpTree[T, F]:  # F is almost certainly wrong
        ...

并围绕它构建一个包装器:

cdef class VPTree:
    cdef VpTree[DataPoint, euclidean_distance] tree

    def __cinit__(self):
        self.tree = VpTree[DataPoint, euclidean_distance]()

不幸的是，这会导致以下错误:

------------------------------------------------------------

cdef class VPTree:
    cdef VpTree[DataPoint, euclidean_distance] tree
                                            ^
------------------------------------------------------------

unknown type in template argument

------------------------------------------------------------

cdef class VPTree:
    cdef VpTree[DataPoint, euclidean_distance] tree

    def __cinit__(self):
        self.tree = VpTree[DataPoint, euclidean_distance]()
                                     ^
------------------------------------------------------------

unknown type in template argument

我怀疑问题出在定义的 F 部分，我已经尝试了各种方法来代替它，例如double(*)(DataPoint&, DataPoint&) 但这显然会导致语法错误。

Answer 1

据我所知，Cython 不直接支持非类型模板参数(这就是函数指针)(虽然我可能错过了备忘录)，但是有一个众所周知的 cname-hack 实现目标。

这里，举一个更简单的例子:

%%cython --cplus            
cdef extern from *:
    """
    template<int val>
    int fun(){return val;}
    """
    int fun[T]()

即一个int -value 作为模板参数。

现在我们陷入困境:Cython 期望 T 是类型，而 g++(或其他编译器)期望一个整数值 - cname-hack 来拯救我们:

%%cython --cplus            
...
cdef extern from *:
    ctypedef int val2 "2" 

def doit():
    return fun[val2]()

Cython 相信val2成为一种类型(int 的别名)，但将其替换为 2在生成的 C++ 代码 ( fun<2>() ) 中，因此 C++ 编译器看到一个整数值(在本例中为 2)，正如它所期望的那样。

---

对于您的情况，这意味着添加:

%%cython --cplus            
...
cdef extern from *:
    ctypedef int euclidean_distance_t "euclidean_distance" 

cdef class VPTree:
     cdef VpTree[DataPoint, euclidean_distance_t] tree

     def __cinit__(self):
         self.tree = VpTree[DataPoint, euclidean_distance_t]()

如果您不在 Cython 代码中的其他任何地方使用它，实际上您根本不需要包装“euclidean_distance”。