python - 使用 SWIG 将 C++ 类导出为 Python，导入模块后出现未定义符号错误

Question

我正在尝试学习 SWIG（http://www.swig.org/），以便将 C++ 库扩展/公开到 Python 和 Java 语言中。

在开始这项工作之前，我先从一个简单的 SWIG 示例 ( http://www.swig.org/tutorial.html ) 开始，然后让它发挥作用。

见下文（你可以在我的系统上看到 swig wok 并且我可以在 Python shell 中加载“示例”模块）：

linux{me}% swig -python example.i
linux{me}% gcc -c -fPIC example.c example_wrap.c / -I/usr/include/python2.7
gcc: warning: /: linker input file unused because linking not done
linux{me}% gcc -c -fPIC example.c example_wrap.c -I/usr/include/python2.7
linux{me}% ld -shared example.o example_wrap.o -o _example.so
linux{me}% python
Python 2.7.5 (default, Aug 2 2016, 04:20:16)
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-4)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.

import example
example.fact(5)
120
example.my_mod(5)
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
TypeError: my_mod() takes exactly 2 arguments (1 given)
example.my_mod(7,3)
1
example.get_time()
'Fri Feb 28 14:54:08 2020\n'

一切都很好，现在下一步是公开一个 C++ 类，所以我最初遵循本教程（https://realmike.org/blog/2010/07/18/python-extensions-in-cpp-using-swig/）。与官方 SWIG 文档相比，本教程缺少一些步骤，例如加载 .so 共享库，以便 Python 可以在库上调用“导入”，我们稍后会介绍...

我对 SomeClass.h 进行了一些更改，以添加常量“#define TypeBool 0”等...

这是相关的虚拟 C++ 标头：

#ifndef _SOME_CLASS_H_
#define _SOME_CLASS_H_

class SomeClass {
public:
    SomeClass();
    SomeClass(int a, int b);
    virtual ~SomeClass();
    void MethodA(int a = -1);
    void MethodB(int b = -1);
    void setType(int type);
    int GetValA();
    int GetValB();
    int GetType(); 
private:
    int mValA;
    int mValB;
    int type; 
};

#endif  // _SOME_CLASS_H_

下面是实现 SomeClass.h 的相关类文件：

#include "SomeClass.h"
//refactor to use enum
#define TypeBool 0
#define TypeChar 1
#define TypeByte 2      
#define TypeInt 3
#define TypeShort 4
#define TypeFloat 5
#define TypeDouble 6
#define TypeString 7
#define TypeComposite 8

SomeClass::SomeClass() {
   mValA = -1;  
   mValB = -1; 
}

SomeClass::~SomeClass() {
}

void SomeClass::MethodA(int a)
{
 mValA =  mValA  * -1; 
}

void setType(int type)
{
    switch (type)
    {
     case 0:
     type = TypeBool;   
     break; 
      case 1:
     type = TypeChar;
     break; 
     case 2:
     type = TypeByte;   
     break; 
      case 3:
     type = TypeInt;   
     break; 
      case 4:
     type = TypeShort;   
     break; 
      case 5:
     type = TypeFloat;   
     break; 
      case 6:
     type = TypeDouble;   
     break; 
      case 7:
     type = TypeString;   
     break; 
     case 8:
     type = TypeComposite;   
     break; 
    }
}

void SomeClass::MethodB(int b)
{
     mValB  = b;   
}

 int SomeClass::GetValA()
 {
     return mValA; 
 }

 int SomeClass::GetValB()
 {
     return  mValB;
 }

 int SomeClass::GetType()
 {
     return type; 
 }

尝试 #1 这是 SWIG 所需的“接口”文件，基于( https://realmike.org/blog/2010/07/18/python-extensions-in-cpp-using-swig/ ) 或http:// www.swig.org/Doc4.0/SWIGDocumentation.pdf第 25-32 页。

%module mymodule
 %{
 #include "SomeClass.h"
 %}

%include "SomeClass.h"

1）然后我发出命令：

痛饮 -c++ -python -I/home/me/NetBeansProjects/example mymodule.i

此命令运行并且似乎创建了 python 和 cpp 自动生成的包装器：

-rw-r--r-- 1 我 linuxlusers 350 3 月 3 日 15:53 mymodule.i -rw-r--r-- 1 我 linuxlusers 2864 3 月 3 日 15:55 mymodule.py -rw-r--r- - 1 我 linuxlusers 121327 Mar 3 15:55 mymodule_wrap.cxx

2）然后我编译：

g++ -c -fPIC SomeClass.cpp mymodule_wrap.cxx -I/usr/include/python2.7

这会创建目标文件：

-rw-r--r-- 1 我 linuxlusers 60136 3 月 3 日 15:56 mymodule_wrap.o -rw-r--r-- 1 我 linuxlusers 4384 3 月 3 日 15:56 SomeClass.o

3）然后，我将我的目标文件捆绑到共享库文件“.so”中，并使该共享库在系统范围内可用，以便我可以从 Python 加载它：

linux{me}% ld -shared mymodule_wrap.o -o _mymodule.so

4）最后，我从命令行调用 python shell 并尝试导入 mymodule：

linux{me}% python
Python 2.7.5 (default, Aug  2 2016, 04:20:16)
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-4)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import mymodule
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "mymodule.py", line 15, in <module>
    import _mymodule
ImportError: ./_mymodule.so: undefined symbol: __gxx_personality_v0
>>>

可以看到错误：ImportError: ./_mymodule.so: undefined symbol: __gxx_personality_v0。

尝试 $2（我在 %inline 标记中使用 .cpp 实现重写了接口文件）：

 %module mymodule
 %{
 #include "SomeClass.h"
 %}

%include "SomeClass.h"

%constant TypeBool 0
%constant TypeChar 1
%constant TypeByte 2        
%constant TypeInt 3
%constant TypeShort 4
%constant TypeFloat 5
%constant TypeDouble 6
%constant TypeString 7
%constant TypeComposite 8

%inline %{

   SomeClass::SomeClass() {
   mValA = -1;  
   mValB = -1; 
}

SomeClass::~SomeClass() {
}

void SomeClass::MethodA(int a)
{
 mValA =  mValA  * -1; 
}


void setType(int type)
{
    switch (type)
    {
     case 0:
     type = TypeBool;   
     break; 
      case 1:
     type = TypeChar;
     break; 
     case 2:
     type = TypeByte;   
     break; 
      case 3:
     type = TypeInt;   
     break; 
      case 4:
     type = TypeShort;   
     break; 
      case 5:
     type = TypeFloat;   
     break; 
      case 6:
     type = TypeDouble;   
     break; 
      case 7:
     type = TypeString;   
     break; 
     case 8:
     type = TypeComposite;   
     break; 
    }
}

void SomeClass::MethodB(int b)
{
     mValB  = b;   
}

 int SomeClass::GetValA()
 {
     return mValA; 
 }

 int SomeClass::GetValB()
 {
     return  mValB;
 }

 int SomeClass::GetType()
 {
     return type; 
 }


 %}

我再次运行了 swig 命令和编译，但是我得到了同样的错误：

linux{me}% swig -c++ -python -I/home/me/NetBeansProjects/example mymodule.i
linux{me}% g++ -c -fPIC SomeClass.cpp mymodule_wrap.cxx -I/usr/include/python2.7
linux{me}% ld -shared mymodule_wrap.o -o _mymodule.so                
linux{me}% python                                                    
Python 2.7.5 (default, Aug  2 2016, 04:20:16)
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-4)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import mymodule
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "mymodule.py", line 15, in <module>
    import _mymodule
ImportError: ./_mymodule.so: undefined symbol: __gxx_personality_v0
>>>
KeyboardInterrupt
>>>

尝试 3（我在 %inline 标记中重写了带有头 .h 的接口文件）：

 %module mymodule
 %{
 #include "SomeClass.h"
 %}

%include "SomeClass.h"

%constant TypeBool 0
%constant TypeChar 1
%constant TypeByte 2        
%constant TypeInt 3
%constant TypeShort 4
%constant TypeFloat 5
%constant TypeDouble 6
%constant TypeString 7
%constant TypeComposite 8

%inline %{

class SomeClass {
public:
    SomeClass();
    SomeClass(int a, int b);
    virtual ~SomeClass();
    void MethodA(int a = -1);
    void MethodB(int b = -1);
    void setType(int type);
    int GetValA();
    int GetValB();
    int GetType(); 
private:
    int mValA;
    int mValB;
    int type; 
}; 

 %}

同样，我得到了与上述其他 2 次尝试相同的错误（ImportError: ./_mymodule.so: undefined symbol: __gxx_personality_v0.） 。

从java加载库时，我尝试了“未定义符号：__cxa_pure_virtual”错误中推荐的编译器标志

但是，我得到了同样的错误。

1）我该如何解决这个错误？

尝试#4 某种解决方案：

我根据另一个在线指南编写了全新的更简单的类，但没有重载构造函数和函数。

我通过删除多个构造函数导入了 SWIG 包装的 C++ 类 (Word.cpp)，并且只有一个默认常量。

见下文：

 #ifndef WORD_H
    #define WORD_H
    #include <stdio.h>
    #include <iostream>
    #include <string.h>
    using namespace std;

    class Word {
    public:
        Word();
        // REMOVED Word(std::string the_word);
        //REMOVED Word(const Word& orig);
        virtual ~Word();
        virtual void updateWord(std::string word);
        virtual std::string getWord();
    private:
        std::string _the_word;

    };

#endif /* WORD_H */

Word.h 的 SWIG 界面：

  %{
     /* Put header files here or function declarations like below */
     /*#include "example.h"*/
     #include "Word.h"
     %}

     %include "std_string.i"
    /* %include "example.h"*/
     %include "Word.h"

并使用了这些编译选项：

swig -python example.i
swig -python -c++ example.i
python setup.py build_ext --inplace
Python:
python
Python 2.7.5 (default, Aug 2 2016, 04:20:16)
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-4)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
import _example
_example.new_Word()
<Swig Object of type 'Word *' at 0x7f4debcceb70>
_example.new_Word()
swig/python detected a memory leak of type 'Word *', no destructor found.
<Swig Object of type 'Word *' at 0x7f4debcced50>
w = _example.new_Word()
_example.Word_updateWord(w,"beef")
_example.Word_getWord(w)
swig/python detected a memory leak of type 'Word *', no destructor found.
'beef'
_example.Word_updateWord(w,"chicken")
_example.Word_getWord(w)
'chicken'

因此，如果没有相同的函数或构造函数签名，我们就可以将 C++ 类导出为 Python 模块。

然而，这是非常有限的，因为面向对象设计模式大量使用重载/覆盖。

谢谢，

一百万！

标签： pythonc++swig