Boost.Python和Boost.Function

Boost.Python仅接受指向函数的指针和指向成员函数的指针。因此，我们需要做的是将可调用对象转换为函数指针。这里的关键思想是

1. 没有捕获的lambda可以转换为函数指针（通过巫术）
2. 函数指针的解释方式与Python中的成员函数相同：第一个参数是 self

因此，在您的情况下，我们需要做的是生成此lambda：

+[](gui_button_t* self) {
    self->on_pressed();
}

您已经可以在Boost.Python中按原样使用它，因为那是功能的完全正常的指针。但是，我们需要一种适用于任何可调用成员的解决方案。当您什么都可以支持时，为什么只支持boost::function？

我们将从@ Columbo'sclosure_traits开始，但另外添加一种提取参数列表的方法；

template <typename...> struct typelist { };

template <typename C, typename R, typename... Args>                        \
struct closure_traits<R (C::*) (Args... REM_CTOR var) cv>                  \
{                                                                          \
    using arity = std::integral_constant<std::size_t, sizeof...(Args) >;   \
    using is_variadic = std::integral_constant<bool, is_var>;              \
    using is_const    = std::is_const<int cv>;                             \
                                                                           \
    using result_type = R;                                                 \
                                                                           \
    template <std::size_t i>                                               \
    using arg = typename std::tuple_element<i, std::tuple<Args...>>::type; \
                                                                           \
    using args = typelist<Args...>;                                        \
};

然后，我们将为任何可调用成员编写一个包装器。由于我们的lambda不能捕获任何数据，因此我们必须将callable作为模板参数：

template <typename CLS, typename F, F CLS::*callable>
class wrap { ... };

我将使用C ++ 14的auto返回类型推导来保存某些类型。我们制作了一个顶级make_pointer()静态成员函数，该函数只转发给另外一个接受参数的辅助成员函数。完整的wrap外观如下：

template <typename CLS, typename F, F CLS::*callable>
class wrap {
public:
    static auto make_pointer() {
        return make_pointer_impl(typename closure_traits<F>::args{});
    }

private:
    template <typename... Args>
    static auto make_pointer_impl(typelist<Args...> ) {
        // here is our lambda that takes the CLS as the first argument
        // and then the rest of the callable's arguments,
        // and just calls it
        return +[](CLS* self, Args... args) {
            return (self->*callable)(args...);
        };
    }
};

我们可以用来包装您的按钮：

void (*f)(gui_button_t*) = wrap<gui_button_t, 
                                decltype(gui_button_t::on_pressed),
                                &gui_button_t::on_pressed
                                >::make_pointer();

这有点冗长和重复，所以让我们做一个宏（叹气）：

#define WRAP_MEM(CLS, MEM) wrap<CLS, decltype(CLS::MEM), &CLS::MEM>::make_pointer()

这样我们得到：

void (*f)(gui_button_t*) = WRAP_MEM(gui_button_t, on_pressed);

f(some_button); // calls some_button->on_pressed()

由于这为我们提供了函数的指针，因此我们可以将其直接与普通的Boost.Python API结合使用：

class_<gui_button_t>("GuiButton", init<>())
    .def("on_pressed", WRAP_MEM(gui_button_t, on_pressed));

演示演示函数指针的成员std::function和一个成员struct与operator()。

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上面的内容使您能够公开可调用对象。如果您还希望能够进行分配，即：

button = GuiButton()
button.on_pressed = callback_function
button.on_pressed()

我们需要做其他事情。您无法operator=在Python中以有意义的方式公开，因此要支持上述功能，您必须重写__setattr__。现在，如果您愿意：

button.set_on_pressed(callback_function)

我们可以扩展上述wrap解决方案以添加一个setter，其实现方式与上述类似：

static auto set_callable() {
    return make_setter_impl(
        typelist<typename closure_traits<F>::result_type>{},
        typename closure_traits<F>::args{});
}

template <typename R, typename... Args>
static auto make_setter_impl(typelist<R>, typelist<Args...> ) {
    return +[](CLS* self, py::object cb) {
        (self->*callable) = [cb](Args... args) {
            return py::extract<R>(
                cb(args...))();
        };
    };
}

// need a separate overload just for void
template <typename... Args>
static auto make_setter_impl(typelist<void>, typelist<Args...> ) {
    return +[](CLS* self, py::object cb) {
        (self->*callable) = [cb](Args... args) {
            cb(args...);
        };
    };
}

#define SET_MEM(CLS, MEM) wrap<CLS, decltype(CLS::MEM), &CLS::MEM>::set_callable()

然后，您可以通过以下方式公开：

.def("set_on_pressed", SET_MEM(button, on_pressed))

但是，如果您坚持支持直接分配，那么您将需要另外公开以下内容：

static void setattr(py::object obj, std::string attr, py::object val)
{
     if (attr == "on_pressed") {
         button& b = py::extract<button&>(obj);
         SET_MEM(button, on_pressed)(&b, val);
     }
     else {
         py::str attr_str(attr);
         if (PyObject_GenericSetAttr(obj.ptr(), attr_str.ptr(), val.ptr()) {
             py::throw_error_already_set();
         }
     }
}


.def("__setattr__", &button::setattr);

那会起作用，但是您必须为要设置的每个函子添加更多案例。如果每个类只有一个类似于仿函数的对象，可能就没什么大不了了，甚至可以编写更高阶的函数来setattr为给定的属性名称生成特定的类似仿函数的函数。但是，如果您有倍数，它将比简单的set_on_pressed解决方案稳定地恶化。

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如果C ++ 14不可用，我们只需显式指定的返回类型make_pointer。我们将需要一些方便的类型特征。concat：

template <typename T1, typename T2>
struct concat;

template <typename T1, typename T2>
using concat_t = typename concat<T1, T2>::type;

template <typename... A1, typename... A2>
struct concat<typelist<A1...>, typelist<A2...>> {
    using type = typelist<A1..., A2...>;
};

然后将返回类型和atypelist转换为函数指针的方法：

template <typename R, typename T>
struct make_fn_ptr;

template <typename R, typename... Args>
struct make_fn_ptr<R, typelist<Args...>> {
    using type = R(*)(Args...);
};

template <typename R, typename T>
using make_fn_ptr_t = typename make_fn_ptr<R, T>::type;

然后，在中wrap，我们可以将结果类型定义为：

using R = make_fn_ptr_t<
                typename closure_traits<F>::result_type,
                concat_t<
                    typelist<CLS*>,
                    typename closure_traits<F>::args
                    >
                >;

并使用它代替auto。C ++ 11演示。