使用cython从C++构造函数传播异常

Question

如果某些参数无效，例如doPyErr_SetString(PyExc_ValueError, "Error occurred")，我想在C++类构造函数中引发一个异常。不幸的是，它没有正确传播，我得到了SystemError: <class 'testlib.foo.Foo'> returned a result with an error set。甚至有可能让它在构造函数中工作吗？

几个问题：

• 所有的逻辑都应该在C++类中，而不会扩展到.pyx文件中
• 验证应该在构造函数内部进行，这样在创建对象后就不需要调用单独的init()方法
• 不仅可以提出一些标准的例外情况，还可以提出任何自定义情况

设置.py

from Cython.Build import cythonize
from Cython.Distutils import Extension
from setuptools import find_packages, setup
setup(
name='testlib',
python_requires='~=3.7.0',
packages=find_packages('src'),
package_dir={'': 'src'},
ext_modules=cythonize(
[
Extension(
'testlib.foo',
['src/testlib/foo.pyx', 'src/testlib/c_foo.cpp'],
extra_compile_args=['-std=c++11'], language='c++',
)
], language_level='3'
)
)

src/testlib/c_foo.h

#ifndef FOO_H
#define FOO_H
#define PY_SSIZE_T_CLEAN
#include <Python.h>
namespace foo {
class Foo {
public:
Foo();
~Foo();
};
}
#endif

src/testlib/c_foo.cpp

#include "c_foo.h"

namespace foo {
Foo::Foo() {
PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "Error occurred");
}
Foo::~Foo() {}
}

src/testlib/c_foo.pxd

cdef extern from "c_foo.h" namespace "foo":
cdef cppclass Foo:
Foo()

src/testlib/foo.pyx

from .c_foo cimport Foo as CFoo
cdef class Foo:
cdef CFoo *c_foo
def __cinit__(self):
self.c_foo = new CFoo()
def __dealloc__(self):
del self.c_foo

测试/test_foo.py

import pytest
from testlib.foo import Foo

def test_foo():
with pytest.raises(ValueError):
Foo()    # SystemError: <class 'testlib.foo.Foo'> returned a result with an error set

前两个问题可以通过在c_foo.pxd中同时执行throw std::invalid_argument("Some error")和Foo() except +来解决，但它不适用于任意的python异常。

Answer 1

首先，要注意这可能会出错。Python范围规则不同于C++范围规则，Cython在很大程度上遵循Python范围规则。考虑

# distutils: language=c++
cdef extern from "something.hpp":
cdef cppclass C:
C()
def f(x):
cdef C c
if x>0:
c = C()

c必须在任何分支都可用，因此在函数开始时默认初始化：

CYTHON_UNUSED C __pyx_v_c;

这个默认初始化不会有标准的异常处理(原则上，它可能会像本例中那样用于Python异常，但在构造函数中处理C++异常并生成用C++编译的代码会非常困难(。

因此，如果您的类中有任何堆栈分配的变量，您就有可能将Cython置于设置了异常的状态，但它认为不应该设置异常。

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话虽如此，我认为这样做的方法可能是使用静态工厂函数。Cython确实理解这些方面的异常规范(它不理解c++构造函数上的except *可能是一个小错误…(

# distutils: language=c++
cdef extern from *:
"""
class Foo {
public:
Foo() {
PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "Error occurred");
}
~Foo() {}

static Foo getFoo() {
return Foo();
}
};
"""
cdef cppclass Foo:
Foo()
@staticmethod
Foo getFoo() except *
def f():
Foo.getFoo()

此代码从Cython生成以下C++代码：

Foo::getFoo(); if (unlikely(PyErr_Occurred())) __PYX_ERR(0, 23, __pyx_L1_error)

从而实现了您所期望的——它检查C++异常并按预期进行处理。

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我仍然认为这是个坏主意。