Cython不能使用运算符(）

Cython cannot use operator()

本文关键字：运算符 不能 Cython      更新时间：2023-10-16

当我尝试使用下面的Cython代码时，我在最后发布了关于operator()未定义的错误。当我尝试使用运算符时，Cython似乎不会将其解释为成员函数（请注意，C++源代码中没有成员访问权限）。如果我尝试调用prng.operator()()，那么Cython将无法进行翻译。

在Cython中使用运算符重载需要一些特殊的东西吗？

import numpy as np
cimport numpy as np
cdef extern from "ratchet.hpp" namespace "ratchet::detail":
    cdef cppclass Ratchet:
        Ratchet()
        unsigned long get64()
cdef extern from "float.hpp" namespace "prng":
    cdef cppclass FloatPRNG[T]:
        double operator()()

cdef FloatPRNG[Ratchet] prng
def ratchet_arr(np.ndarray[np.float64_t, ndim=1] A):
    cdef unsigned int i
    for i in range(len(A)):
        A[i] = prng()

def ratchet_arr(np.ndarray[np.float64_t, ndim=2] A):
    cdef unsigned int i, j
    for i in range(len(A)):
        for j in range(len(A[0])):
            A[i][j] = prng()

ratchet.cpp: In function ‘PyObject* __pyx_pf_7ratchet_ratchet_arr(PyObject*, PyArrayObject*)’: ratchet.cpp:1343:162: error: ‘operator()’ not defined *__Pyx_BufPtrStrided1d(__pyx_t_5numpy_float64_t *, __pyx_pybuffernd_A.rcbuffer->pybuffer.buf, __pyx_t_3, __pyx_pybuffernd_A.diminfo[0].strides) = operator()();

更多信息受Ianh启发。当对象为堆栈分配时，似乎无法使用operator()

cat thing.pyx
cdef extern from 'thing.hpp':
    cdef cppclass Thing:
        Thing(int)
        Thing()
        int operator()()
# When this function doesn't exist, thing.so compiles fine
cpdef ff():
    cdef Thing t
    return t()
cpdef gg(x=None):
    cdef Thing* t
    if x:
        t = new Thing(x)
    else:
        t = new Thing()
    try:
        return t[0]()
    finally:
        del t
cat thing.hpp
#pragma once
class Thing {
    int val;
    public:
    Thing(int v): val(v) {}
    Thing() : val(4) {}
    int operator()() { return val; }
};

更新：这应该在Cython 0.24及更高版本中修复。为了完整起见，我在这里留下了变通方法。

在仔细查看了像你这样的例子的C++编译器错误之后，似乎发生了Cython在为堆栈分配的对象重载operator()时出现了一个错误。它似乎试图调用operator()，就好像它是您定义的某种函数，而不是您定义的C++对象的方法。有两种可能的解决方法。您可以将调用运算符别名化，并在Cython中为其命名与在C中不同的名称。您也可以只在堆上分配对象。

根据您的用例，最好只修补Cython生成的C文件。基本上，您只需要搜索对operator()的挂起调用即可将它们更改为对适当C++对象的方法调用。我在下面的例子中尝试了这个方法，它很有效，而且跟踪需要插入到代码中的对象并不是很困难。如果您只尝试编写到库的Python绑定，并且不会在Cython级别对operator()进行大量调用，那么这种方法会很好地工作，但如果您打算在Cythoon中进行大量开发，那么它可能会变得非常痛苦。

你也可以尝试报告错误。无论你走哪条路都会很好。这似乎也应该很容易修复，但我不是Cython内部的专家。

下面是一个关于如何在Cython中为堆分配的对象使用operator()的最小工作示例。它在Cython 0.21上对我有效。

Thing.hpp

#pragma once
class Thing{
    public:
        int val;
        Thing(int);
        int operator()(int);};

Thing.cpp

#include "Thing.hpp"
Thing::Thing(int val){
    this->val = val;}
int Thing::operator()(int num){
    return this->val + num;}

Thing.pxd

cdef extern from "Thing.hpp":
    cdef cppclass Thing:
        Thing(int val) nogil
        int operator()(int num) nogil

test_thing.pyx

from Thing cimport Thing
cpdef test_thing(int val, int num):
    cdef Thing* t = new Thing(val)
    print "initialized thing"
    print "called thing."
    print "value was: ", t[0](num)
    del t
    print "deleted thing"

setup.py

from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
from Cython.Distutils import build_ext
from os import system
# First compile an object file containing the Thing class.
system('g++ -c Thing.cpp -o Thing.o')
ext_modules = [Extension('test_thing',
                         sources=['test_thing.pyx'],
                         language='c++',
                         extra_link_args=['Thing.o'])]
# Build the extension.
setup(name = 'cname',
      packages = ['cname'],
      cmdclass = {'build_ext': build_ext},
      ext_modules = ext_modules)

运行安装文件后，我在同一目录中启动Python解释器并运行

from test_thing import test_thing
test_thing(1, 2)

并打印输出

initialized thing
called thing.
value was:  3
deleted thing

表明操作员工作正常。

现在，如果您想对堆栈分配的对象执行此操作，您可以按如下方式更改Cython接口：

Thing.pxd

cdef extern from "Thing.hpp":
    cdef cppclass Thing:
        Thing(int val) nogil
        int call "operator()"(int num) nogil

test_thing.pyx

from Thing cimport Thing
cpdef test_thing(int val, int num):
    cdef Thing t = Thing(val)
    print "initialized thing"
    print "called thing."
    print "value was: ", t.call(num)
    print "thing is deleted when it goes out of scope."

C++文件和安装文件仍然可以按原样使用。

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