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我几乎完全用 C++ 编写了一个 Python 包。这样做的原因是因为我想手动包装现有的 C++ 库，但这在这里无关紧要。

这个 Python 包包含许多不同的扩展模块，我用 distutils 在“setup.py”脚本中编译所有这些模块。这些扩展模块可以相互关联，在这种情况下，我通过将共享库传递给扩展构造函数来链接它们。为了清楚起见，假设我有两个 Python C++ 模块，A 和 B，其中 B 使用 A 中定义的函数。这些通常编译成 A.so 和 B.so。由于 B 使用 A 中定义的函数，所以我照常编译 A 模块，然后我将 ':A.so' 作为库传递给 B 模块的 Extension 构造函数中的库关键字。（':' 让 g++ 处理库不以通常的 'lib' 前缀开头的事实。）这对于链接函数和类非常有效。

我的问题如下：我在 A 中定义了一些全局 C++ 变量。虽然做我所描述的允许 B 访问 A 中的函数，但实际上似乎创建了 A 中定义的任何全局数据的 COPY。这是一个真正的问题为了我。

在我看来，这个问题本质上类似于在共享库中使用全局变量，如此处和其他地方所讨论的。该解决方案以及我在网上找到的其他解决方案似乎无法解决问题。

任何帮助将不胜感激！

编辑：忘了提，是的，我的全局变量被声明为外部变量。

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我猜pythonic的方式是让不同的扩展通过C API进行交互。虽然我对 c++ 不是很有经验，但我想它与 C 中的解决方案没有太大区别。我会按照以下方式进行：

  • 在模块 A 中定义全局变量
  • 为模块 A 定义一个 C API，其中包含一个指向全局变量的指针（如果您愿意，还可以使用一个宏）。
  • 在模块 B 中加载 C API 并通过指针访问全局变量。

为 python C 扩展编写 C API 有点复杂。（如果您不熟悉 Python C API，请阅读 Python 文档。）我提出的解决方案的最小示例如下所示：

A.h

/* Header file for A module */

#ifndef A_MODULE_H
#define A_MODULE_H
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#define PyA_GET_X() (*x_ptr)
#define PyA_SET_X(x) (*x_ptr = x)

#ifdef A_MODULE
/* do nothing for this minimal example */
#else
static void **PyA_API;
#define x_ptr ((long *)PyA_API[0])

static int import_A(void)
{
    PyA_API = (void **)PyCapsule_Import("A._C_API", 0);
    return (PyA_API != NULL) ? 0 : -1;
}
#endif /* !defined(A_MODULE) */
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* !defined(A_MODULE_H) */

A.c

#include <Python.h>
#define A_MODULE
#include "A.h"

long x = 0; /* here is the global variable */

static PyObject* 
set_x(PyObject *self, PyObject *args){
    if (!PyArg_ParseTuple(args, "l", &x)) return NULL;
    Py_RETURN_NONE;
}

static PyObject* 
get_x(PyObject *self, PyObject *args){
    return PyInt_FromLong(x);
}

static PyMethodDef methods[] = {
    {"set_x", (PyCFunction)set_x, METH_VARARGS, ""},
    {"get_x", (PyCFunction)get_x, METH_NOARGS, ""},
    {NULL, NULL, 0, NULL}
    };

#ifndef PyMODINIT_FUNC  /* declarations for DLL import/export */
#define PyMODINIT_FUNC void
#endif
PyMODINIT_FUNC initA(void){
    PyObject *m = Py_InitModule3("A", methods, "");
    static void *PyA_API[1];
    PyA_API[0] = (void *)&x;

    PyObject *c_api_object = PyCapsule_New((void *)PyA_API, "A._C_API", NULL);
    if (c_api_object != NULL) PyModule_AddObject(m, "_C_API", c_api_object);
}

B.c

#include <Python.h>
#define B_MODULE
#include "A.h"

static PyObject* 
set_x(PyObject *self, PyObject *args){
    long y;
    if (!PyArg_ParseTuple(args, "l", &y)) return NULL;
    PyA_SET_X(y);
    Py_RETURN_NONE;
}

static PyObject* 
get_x(PyObject *self, PyObject *args){
    return PyInt_FromLong(PyA_GET_X());
}

static PyMethodDef methods[] = {
    {"set_x", (PyCFunction)set_x, METH_VARARGS, ""},
    {"get_x", (PyCFunction)get_x, METH_NOARGS, ""},
    {NULL, NULL, 0, NULL}
    };

#ifndef PyMODINIT_FUNC  /* declarations for DLL import/export */
#define PyMODINIT_FUNC void
#endif
PyMODINIT_FUNC initB(void){
    import_A();
    Py_InitModule3("B", methods, "");

}

setup.py

from numpy.distutils.core import setup, Extension

setup(
    name="AB",
    ext_modules = [Extension('A', ['A.c']), Extension('B', ['B.c'])],
    )

最后，您将能够x从 C 级别或 python 读取和修改这两个模块。在 python 中，这看起来像：

>>> import A, B
>>> A.set_x(1)
>>> B.get_x()
    1
>>> B.set_x(2)
>>> A.get_x()
    2

从 C 级访问使用宏PyA_GET_X()和PyA_SET_X(x).

于 2013-08-14T13:03:22.527 回答
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如果您可以从 python 代码调用 c++ 函数，只需创建一个将访问全局变量的函数。

于 2013-06-08T20:58:00.117 回答