SWIG、Boost共享指针与继承

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数据工程师

提问于 2025-04-16 10:05

我在使用SWIG、共享指针和继承时遇到了一些麻烦。

我正在创建一些C++类，这些类之间是继承关系，并使用Boost的共享指针来引用它们，然后用SWIG把这些共享指针包装起来，生成Python类。

我的问题是这样的：

B是A的子类
sA是指向A的共享指针
sB是指向B的共享指针
f(sA)是一个期望接收指向A的共享指针的函数
如果我把sB传给f()，就会出现错误。
这个错误只在Python层面出现。
在C++层面，我可以毫无问题地把sB传给f()。

我使用的是Boost 1.40和SWIG 1.3.40。

下面是5个文件的内容，这些文件会重现这个问题：

python setup.py build_ext --inplace
python test.py

swig_shared_ptr.h

#ifndef INCLUDED_SWIG_SHARED_PTR_H
#define INCLUDED_SWIG_SHARED_PTR_H

#include <boost/shared_ptr.hpp>

class Base {};

class Derived : public Base {};

typedef boost::shared_ptr<Base> base_sptr;
typedef boost::shared_ptr<Derived> derived_sptr;

void do_something (base_sptr bs);

base_sptr make_base();
derived_sptr make_derived();

#endif

swig_shared_ptr.cc

#include <iostream>
#include "swig_shared_ptr.h"

void do_something (base_sptr bs)
{
  std::cout << "Doing something." << std::endl;
}

base_sptr make_base() { return base_sptr(new Base ()); };
derived_sptr make_derived() { return derived_sptr(new Derived ()); };

swig_shared_ptr.i

%module(docstring="
Example module showing problems I am having with SWIG, shared pointers
and inheritance.
") swig_shared_ptr

%{
#include "swig_shared_ptr.h"
%}

%include <swig_shared_ptr.h>
%include <boost_shared_ptr.i>
%template(base_sptr) boost::shared_ptr<Base>;
%template(derived_sptr) boost::shared_ptr<Derived>;

setup.py

"""
setup.py file for swig_shared_ptr
"""

from distutils.core import setup, Extension

swig_shared_ptr_module = Extension('_swig_shared_ptr',
                         include_dirs = ['/usr/include/boost'],
                         sources=['swig_shared_ptr.i', 'swig_shared_ptr.cc'],
                         )

setup (name = 'swig_shared_ptr',
       version = '0.1',
       author = "Ben",
       description = """Example showing problems I am having with SWIG, shared
                        pointers and inheritance.""",
       ext_modules = [swig_shared_ptr_module],
       py_modules = ["swig_shared_ptr"],
       )

test.py

import swig_shared_ptr as ssp

bs = ssp.make_base()
dr = ssp.make_derived()

# Works fine.
ssp.do_something(bs) 
# Fails with "TypeError: in method 'do_something', argument 1 of type 'base_sptr'"
ssp.do_something(dr)

error handling swig c# python binding boost memory management shared pointer inheritance

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SWIG对boost::shared_ptr<T>这个类并不了解。所以它无法判断derived_sptr是否可以“转换”（我觉得这是通过一些复杂的构造函数和模板元编程实现的）为derived_sptr。因为SWIG需要比较简单的类定义（或者通过%include引入简单的文件），所以你无法准确地声明shared_ptr类，因为Boost的实现非常复杂，涉及到编译器的补偿和模板的各种技巧。

至于解决办法：真的有必要使用共享指针吗？SWIG的C++包装器基本上就像共享指针一样。Boost和SWIG的配合非常非常困难。

回答于 2025-04-16 由 Python大师

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以下的修改似乎解决了这个问题。

在 swig_shared_ptr.i 文件中，下面这两行：

%template(base_sptr) boost::shared_ptr<Base>;
%template(derived_sptr) boost::shared_ptr<Derived>;

需要移动到它们上面的那一行之前。

%include <swig_shared_ptr.h>

然后在 SWIG 1.3 中用以下内容替换：

SWIG_SHARED_PTR(Base, Base)
SWIG_SHARED_PTR_DERIVED(Derived, Base, Derived)

或者在 SWIG 2.0 中用：

%shared_ptr(Base)
%shared_ptr(Derived)

回答于 2025-04-16 由 Python大师

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