如何通过 Python 中 C++ 虚函数的不正确重载从 SWIG 获取正确的错误

Question

我正在封装以下 C++ 代码：

// content of cpp.h
class A
{
public:
  virtual int fnA() = 0;

  virtual ~A() { }
};

class B
{
public:
  int fnB(A &a)
  {
    return a.fnA();
  }
};

SWIG 使用 SWIG 包装器：

// content of swigmodule.i
%module(directors="1") swigmodule

%feature("director");

%feature("director:except") {
    if ($error != NULL) {
      fprintf(stderr, "throw\n");
        throw Swig::DirectorMethodException();
    }
}

%exception {
    try { $action }
    catch (Swig::DirectorException &e) { fprintf(stderr, "catch\n"); SWIG_fail; }
}

%{
#include "cpp.h"
%}

%include "cpp.h"

其中异常处理是从 SWIG 手册中复制的。使用它我生成了 SWIG 包装器： “痛饮-c++-pythonswigmodule.i； g++ -shared -fPIC -I/usr/include/python2.7 swigmodule_wrap.cxx -o _swigmodule.so"

当在 Python 中使用 "void fnA()" 错误地重载 "int fnA()" 函数时，问题就来了。

# content of useit.py
from swigmodule import A, B

class myA(A):

    def fnA(self):
        print("myA::fnA")

b = B();
a = myA();

print("%d"% b.fnB(a) )

生成的 SWIG 包装器在运行时正确地将其标记为错误； fnA(self) returns None 这不是一个整数。但是，控制台的输出是：

$ python useit.py
myA::fnA
catch
Traceback (most recent call last):
  File "useit.py", line 12, in <module>
    print("%d"% b.fnB(a) )
  File "/home/schuttek/tmp/swigmodule.py", line 109, in fnB
    def fnB(self, *args): return _swigmodule.B_fnB(self, *args)
TypeError: SWIG director type mismatch in output value of type 'int'

这是误导性的，因为它表明错误在 B::fnB 中，而实际错误是在重载 A::fnA.

中

如何让 SWIG 对发生错误的位置提供有意义的诊断？在我的真实代码（这是一个简化版本）中，我不得不使用 GDB 来捕获 Swig::DirectorException class 的构造函数。这是不需要的，因为实际错误在 Python 域中（执行了不正确的覆盖）并且我想保护未来的 Python 用户免受 GDB 及其使用以及 SWIG 内部这样的作为 DirectorException。

Answer 1

您可以使用 %typemap(directorout) 在一定程度上改善错误，例如：

// content of swigmodule.i
%module(directors="1") swigmodule

%feature("director");

%feature("director:except") {
    if ($error != NULL) {
      fprintf(stderr, "throw\n");
        throw Swig::DirectorMethodException();
    }
}

%exception {
    // $parentclassname
    try { $action }
    catch (Swig::DirectorException &e) { fprintf(stderr, "catch\n"); SWIG_fail; }
}

%{
#include "cpp.h"
%}

%typemap(directorout,noblock=1,fragment=SWIG_AsVal_frag(int)) int (int swig_val) {
  int swig_res = SWIG_AsVal(int)($input, &swig_val);
  if (!SWIG_IsOK(swig_res)) {
    //%dirout_fail(swig_res, "$type"); // This line expands into the default call
    Swig::DirectorTypeMismatchException::raise(SWIG_ErrorType(SWIG_ArgError(swig_res)), "in output of $symname value of type '""$type""'");
  }
  $result = %static_cast(swig_val,$type);
}


%include "cpp.h"

它替换了 int 的 directorout 类型映射。似乎 directorout 没有得到一些 special variables from %exception 的应用，所以我们从 SWIG 本身得到的最好的是 $symname，它不是完全合格的，但确实让你将 fnA 滑入错误消息.

您可以使用 __PRETTY_FUNCTION__ 来更明确地了解导致它的原因，但现在类型中将包括 "SwigDirector_" - 可能没什么大不了的：

%typemap(directorout,noblock=1,fragment=SWIG_AsVal_frag(int)) int (int swig_val) {
  int swig_res = SWIG_AsVal(int)($input, &swig_val);
  if (!SWIG_IsOK(swig_res)) {
    //%dirout_fail(swig_res, "$type");
    const std::string msg = std::string("in output of ") + __PRETTY_FUNCTION__ + " ($symname) value of type '""$type""'";
    Swig::DirectorTypeMismatchException::raise(SWIG_ErrorType(SWIG_ArgError(swig_res)), msg.c_str());
  }
  $result = %static_cast(swig_val,$type);
}

不过，如果您想对所有可能的 return 类型执行相同的操作，那将变得棘手 - directorout 是由 SWIG 库中的一系列宏生成的，因此有一个 return按值（包括 const/reference/etc. 变体），一种用于字符串，一种用于非原始类型，因此在任何地方都需要大量工作。（您可能需要修补核心 SWIG 库才能在任何地方正确执行此操作）。

Answer 2

为所有 return 类型修复此问题的一种方法是破解 SWIG 生成的包装文件。我通过以下方式完成了此操作：

cp swigmodule_wrap.cxx x
cp myRaise.h swigmodule_wrap.cxx
sed 's/Swig::DirectorTypeMismatchException::raise(/myRaise(__PRETTY_FUNCTION__,swig_get_self(),/' < x >> swigmodule_wrap.cxx

即通过调用单独的函数替换所有引发 DirectorTypeMismatchException 的地方，并提供 __PRETTY_FUNCTION__ 和 swig_get_self() 额外信息以生成所需的额外信息。

myRaise.h 文件中提供了单独的函数（作为宏）：

#include <string>
#include <Python.h>

// ReplaceString taken from 
inline std::string ReplaceString(std::string subject, const std::string& search,
                          const std::string& replace) {
    size_t pos = 0;
    while ((pos = subject.find(search, pos)) != std::string::npos) {
         subject.replace(pos, search.length(), replace);
         pos += replace.length();
    }
    return subject;
}

#define myRaise(fn, obj, err, msg) \
  { \
     std::string fns(fn); \
     std::string objs(PyString_AsString(PyObject_Repr(obj)));       \
     std::string msgs(std::string("when calling ")+ReplaceString(fns, std::string("SwigDirector_"), std::string(""))+std::string(" in ")+objs+std::string(" ")+std::string(msg)); \
     Swig::DirectorTypeMismatchException::raise(err, msgs.c_str()); \
  }

结果诊断为：

$ python useit.py 
myA::fnA
catch
Traceback (most recent call last):
  File "useit.py", line 12, in <module>
    print("%d"% b.fnB(a) )
  File "/home/schuttek/tmp/swigmodule.py", line 109, in fnB
    def fnB(self, *args): return _swigmodule.B_fnB(self, *args)
TypeError: SWIG director type mismatch when calling virtual int A::fnA() in <__main__.myA; proxy of <Swig Object of type 'A *' at 0x7f3628d6b540> > in output value of type 'int'

这里可以看到__main__.myAclass没有提供virtual int A::fnA()函数需要的intreturn值

如何通过 Python 中 C++ 虚函数的不正确重载从 SWIG 获取正确的错误

How to obtain correct error from SWIG with incorrect overloading of C++ virtual function in Python

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