使用 Boost.Python 包装 Eigen 的 operator()() 时的重载解析

Question

我正在使用 Boost.Python 包装 C++ 库。 其中的一些函数返回Eigen::MatrixXd对象（ 动态大小的双精度矩阵类）。 在 Python 方面，我只需要访问矩阵的维度，这很容易，并使用 Eigen 的重载operator()()方法检索一些矩阵元素。 不幸的是，有 4 个这样的重载方法，一个必须手动选择正确的方法，即给 Boost.Python 一个带有正确签名的函数指针 typedef，类似的东西

namespace bpy = boost::python;
bpy::class_<Eigen::MatrixXd>("MatrixXd",
        "Variable-size double-precision matrix class",
        bpy::init<const Eigen::MatrixXd&>()
    )
        .def("__call__", static_cast<parop_signature>(&Eigen::MatrixXd::operator()))
        // ...
;

问题是我无法弄清楚该函数的正确签名是什么。 “操作上”它应该采用两个整数索引并返回一个双精度值。 然而，

typedef const double& (Eigen::MatrixXd::*parop_signature)(int, int) const;

导致以下编译错误（Mac OS X、C++11 模式下的 clang++、Boost.Python V1.61）：

address of overloaded function 'operator()' cannot be static_cast to type
      'const double &(MatrixXd::*)(int, int) const'
  ...static_cast<const double& (Eigen::MatrixXd::*)(int, int) const>(&Eigen::MatrixXd::operator())
     ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
/usr/local/eigen/current/Eigen/src/Core/DenseCoeffsBase.h:111:41: note: 
      candidate function
    EIGEN_STRONG_INLINE CoeffReturnType operator()(Index row, Index col) const
                                        ^
/usr/local/eigen/current/Eigen/src/Core/DenseCoeffsBase.h:171:5: note: 
      candidate function
    operator()(Index index) const
    ^
/usr/local/eigen/current/Eigen/src/Core/DenseCoeffsBase.h:334:5: note: 
      candidate function
    operator()(Index row, Index col)
    ^
/usr/local/eigen/current/Eigen/src/Core/DenseCoeffsBase.h:392:5: note: 
      candidate function
    operator()(Index index)

很公平，你会说：但我不知道如何告诉 Boost.Python CoeffReturnType实际上是一个double （或者可能是const double& ，谁知道？），并且IndexType将解析为一个普通的int一天结束。 我已经尝试了带有或不带有const限定符的typedef -s 的各种组合。

甚至试图声明一个 C++11 风格的函数指针，比如

auto eigen_indexfn = std::mem_fn<double(int,int)>(&Eigen::MatrixXd::operator());

，没有成功，我明白了

candidate template ignored: couldn't infer template argument '_Tp'
mem_fn(_Rp _Tp::* __pm)
^

有没有人已经经历过这个并且可以为我提供正确的签名，说明什么应该像“ double Eigen::MatrixXd::operator(int, int) ”一样简单？ 任何提示将不胜感激。

Answer 1

错误似乎源于Eigen::Index不是int但默认为ptrdiff_t 。 仅仅因为int可以隐式转换为Eigen::Index并不意味着您可以将需要Eigen::Index的函数指针转换为需要int的函数指针。 如果这是可能的，您最终会在堆栈上传递错误大小的整数。

附录：如果您真的更喜欢int不是ptrdiff_t ，您可以在包含 Eigen 之前将EIGEN_DEFAULT_DENSE_INDEX_TYPE定义为int ， 如此处所述，请注意这会破坏 ABI 兼容性。

Answer 2

非常感谢@xao 和@chtz 的帮助。 作为参考（双关语），我在这里展示了最终有效的解决方案，并附有评论。

第一部分，用于访问矩阵元素的 Eigen 括号运算符的签名：

// const element access in dynamically-sized double matrices
// note that the Index type is ptrdiff_t
// and the CoeffReturnType is const double&
typedef const double& (Eigen::MatrixXd::*parop_signature)(ptrdiff_t,ptrdiff_t) const;

第二部分，必须定义适当的退货政策。 我们想使用由operator()()返回的const double&所以策略将是copy_const_reference ：

bpy::class_<Eigen::MatrixXd>("MatrixXd",
    "Variable-size double-precision matrix class",
    bpy::init<const Eigen::MatrixXd&>()
)
    .def("__call__", static_cast<parop_signature>(&Eigen::MatrixXd::operator()),
        bpy::return_value_policy<bpy::copy_const_reference>())

在完成所有这些之后，它可以编译并且可以从 Python 正确调用。