pybind11绑定函数传参时如何实现C++自定义类型自动隐式转换

该需求完全可以实现，pybind11默认不会自动复用C++原生的隐式转换规则，手动声明允许的跨类型隐式转换路径即可，无需为函数额外定义重载。

实现方法 #

在完成两个类的绑定逻辑后，调用py::implicitly_convertible<源类型, 目标类型>()接口，显式告知pybind11的类型派发系统允许这两个类型之间的隐式转换即可。

针对给出的示例代码，只需要在绑定部分加一行声明，修改后的模块绑定代码如下：

PYBIND11_MODULE(my_module, m) {
  py::class_<S1>(m, "S1")
    .def(py::init<int>());
  py::class_<S2>(m, "S2")
    .def(py::init<S1>());

  // 声明允许S1隐式转换为S2
  py::implicitly_convertible<S1, S2>();

  m.def("func", &func);
}

修改后重新编译模块，Python侧直接传入S1实例即可正常调用，表现如下：

>>> from my_module import *
>>> s = S1(42)
>>> func(s)
42

返回结果和显式构造S2传入完全一致，不会再触发类型不匹配错误。

原理说明 #

pybind11默认对跨语言调用的参数做严格类型匹配，不会自动扫描目标类型的构造函数寻找可用转换路径，主要出于两点考虑：

• 避免无限制遍历转换路径带来的调用性能损耗
• 防止非预期的隐式转换导致重载匹配歧义、逻辑错误

py::implicitly_convertible的作用就是把指定的转换路径加入合法候选集，匹配参数时如果发现传入类型和目标类型不一致，会检查是否存在对应的声明，存在则自动调用目标类型的构造函数（或源类型的类型转换运算符）完成转换，和C++侧的隐式转换行为完全对齐。

注意事项 #

• 该声明是模块全局生效的，一旦声明，所有暴露到Python的、接收S2类型参数的函数、类方法，都会自动支持传入S1实例做隐式转换，不需要逐个函数配置。
• 声明的前提是两个类型之间确实存在合法的隐式转换逻辑：要么目标类型有公开的、接收源类型的构造函数，要么源类型实现了到目标类型的operator转换函数。
• 注意模板参数顺序：第一个参数是转换源类型，第二个参数是转换目标类型，顺序写反会导致转换逻辑不生效。
• 尽量不要声明存在歧义的转换路径，比如同时声明A到B、A到C的隐式转换，而某个暴露的函数同时存在B、C类型参数的重载，会触发参数匹配歧义错误。
• pybind11支持最多两级的链式隐式转换，如果存在以S2为参数构造S3的逻辑，只要分别声明S1->S2、S2->S3的转换，传入S1时也可以自动完成到S3的转换。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nicola Gigante