如何允许 None 或特定类型作为 Python C 扩展函数的参数？

Question

假设我有一个人为设计的函数，如下所示：

static int foo(PyObject *self, PyObject *args) {
    char *a = "";
    char *b = "";
    int c = 0;

    if (!PyArg_ParseTuple(args, "ss|i", &a, &b, &c) {
        return NULL;
    }

    printf("c is %i\n", c);

    //some_function_requiring_int_data_type(c);
}

我希望用户能够提交 int 或 None 作为 c arg 的值，但是上面的代码不允许这样做:

>>>from spam import foo
>>>foo('a', 'b')
c is 0
>>>foo('a', 'b', 100)
c is 100
>>>foo('a', 'b', None)
TypeError: an integer is required

目前，为了启用此行为，我有一堆丑陋的代码，如下所示：

static int foo(PyObject *self, PyObject *args) {
    char *a = "";
    char *b = "";
    PyObject *c = NULL; // Note how I use PyObject *
    int c_int = 0; // Note how I have an accompanying int

    if (!PyArg_ParseTuple(args, "ss|O", &a, &b, &c) {
        return NULL;
    }

    // Ugly code starts here
    if (c) {
        if (c != Py_None) {
            if (!PyInt_Check(c)) {
                PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "c must be int or None");
                return;
            }
            c_int = PyInt_AsSize_t(c);
        }
    }

    printf("c_int is %i\n", c_int);

    //some_function_requiring_int_data_type(c_int);
}

及其用途：

>>>from spam import foo
>>>foo('a', 'b')
c is 0
>>>foo('a', 'b', 100)
c is 100
>>>foo('a', 'b', None)
c is 0

Answer 1

使用 converter function 是一种方法。感谢@DavidW 的提示。

我确实有一些问题：

如果我没有传入正确的数据类型，我现在很容易导致段错误
它要求在 null 上，int 值只能是一个值（在本例中为 0）。它不能被通用化，以至于在不同的情况下我想要默认值（比如 -1）
我必须对异常消息进行硬编码 ("c must be int")，所以我不能真正将其重新用于不同的变量

如果有人有解决方法，请post作为答案。

static int int_or_none(PyObject *python, void *c) {
    int temp = 0;
    if (python) {
        if (python != PyNone) {
            if (!PyInt_Check(python)) {
                PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "c must be int");
                return 0;
            }

            tmp = PyInt_AsSsize_t(python);
            if (tmp  0, not %i", tmp);
                return 0;
            }
        }
    }

    *((int *) c) = tmp;

    return 0;

}


static int foo(PyObject *self, PyObject *args) {
    char *a = "";
    char *b = "";
    int *c = NULL; // If I accidentally make this a char *c, it may segfault

    if (!PyArg_ParseTuple(args, "ss|O&", &a, &b, &int_or_none, &c) {
        return NULL;
    }

    printf("c_int is %i\n", c_int);

    //some_function_requiring_int_data_type(c_int);
}

Answer 2

我的第一个建议是仅使用关键字参数。这样做的主要优点是避免必须传入 None 占位符值，因为您永远不必 "fill in"（比方说）一个未指定的第三个位置参数，这样您就可以指定第四个。它基本上将 Python 接口更改为 "match what you mean" 多一点。

static PyObject* int_from_kw(PyObject* self, PyObject* args, PyObject* kwargs) {
    char *a, *b;
    Py_ssize_t c = 0; // default value

    char* kwarg_names[] = {"a","b","c",NULL};

    // optional check to ensure c is passed only as a keyword argument - not needed with Python 3
    if (PyTuple_Size(args)>2) {
        PyErr_SetString(PyExc_TypeError,"Only two positional arguments allowed");
        return NULL;
    }

    if (!PyArg_ParseTupleAndKeywords(args,kwargs,"ss|i",kwarg_names,&a,&b,&c)) {
        return NULL;
    }
    printf("c_int is %li\n", c);
    return PyLong_FromSsize_t(c);
}

（在 Python 3 中你可以去掉长度检查并使用 "ss|$i" 指定 $ 之后的参数只是关键字，这样更好一点）。您需要将函数类型指定为 METH_VARARGS|METH_KEYWORDS.

然后您可以从 Python 将其调用为

int_from_kw("something","something else") # default c
int_from_kw("something","something else",c=5)
int_from_kw(a="something",b="something else",c=5) # etc

但不是

int_from_kw("something","something else",c="not an int")
int_from_kw("something","something else",5)

缺点是该方法并不总是有效 - 有时您需要函数符合第 3 方库强制执行的固定接口。

我的第二个建议是使用转换器函数。这并没有消除任何样板，而是将其全部保存在一个妥善包含的 re-usable 位置。这里的版本适用于 Python 3（因为这是我安装的！）但我认为 Python 2 的主要变化是将 PyLong 替换为 PyInt.

int int_or_none(PyObject* o, void* i) {
    Py_ssize_t tmp;
    Py_ssize_t* i2 = i;
    if (o==Py_None) {
        return 1; // happy - leave integer as the default
    }
    if (PyLong_Check(o)) {
        tmp = PyLong_AsSize_t(o);
        if (PyErr_Occurred()) {
           return 0;
        } else {
           *i2 = tmp;
           return 1;
        }
    }
    PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "c must be int or None");
    return 0; // conversion failed
}

static PyObject* test_int_none(PyObject* self, PyObject* args) {
    char *a, *b;
    Py_ssize_t c = 0; // default value

    if (!PyArg_ParseTuple(args, "ss|O&", &a, &b, int_or_none, &c)) {
        return NULL;
    }
    printf("c_int is %i\n", c);
    return PyLong_FromSsize_t(c);
}

一些简短的说明（参考您的版本）：

我们确信 o 永远不会是 NULL，因为它来自 Python，它总是会给你一个对象。
如果发生故障或 None 我们不会更改指针。这允许在调用函数中设置默认值。
转换为 C 整数类型后，我们必须检查是否发生错误，因为如果整数太大，可能会出现溢出错误。在这种情况下，已经设置了正确的异常，所以我们只需要 return 0 来指示失败。（我认为这与 Python 2 无关，因为它使用单独的大整数和小整数类型）

这些建议都没有真正回答所提出的问题，但它们确实提供了我认为更清洁的替代方案。

如何允许 None 或特定类型作为 Python C 扩展函数的参数？

How to permit None or a specific type as an argument to a Python C Extension function?

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