Python实现继承C++基类的派生类及C++对象交互可行性咨询

1. 能否在Python中实现继承自C++基类的派生类？ #

无法直接实现Python类继承C基类，二者对象内存模型、虚表机制完全不兼容，没有原生支持的继承方案。但可以通过**C代理中转层**的方案实现等价效果：

• 先在C++侧实现一个继承自Widget基类的PythonWidgetProxy代理类
• 代理类重载所有Widget基类定义的虚接口，每个接口的实现都调用嵌入的Python解释器，转发到对应Python实例的同名方法
• 加载Python编写的Widget时，可调用通用的Python加载逻辑（可以整合到主程序，也可以封装为独立的so文件用dlopen()加载），由该逻辑初始化Python解释器、实例化Python侧编写的Widget类，再把这个实例和PythonWidgetProxy的实例绑定即可。对外主程序完全感知不到差异，和调用普通C++ Widget的逻辑完全一致。

2. 这类Python实现的派生类能否与C++侧的其他对象调用交互？ #

完全可以实现双向交互：

• C侧的其他对象、工具API可以通过常用的C/Python绑定工具导出到Python运行环境，Python写的Widget代码可以直接调用这些API和C++对象交互
• Python侧方法的返回值、参数会被绑定工具自动做类型转换，传递回C侧的其他逻辑，和原生C调用的效果一致

实现注意事项 #

• 可以提前封装好Python Widget的基类模板给Python开发人员，要求他们继承这个Python侧的基类实现对应方法，不用感知C++侧的底层逻辑
• 线程安全要额外注意：Python有GIL（全局解释器锁），多线程调用Python Widget的方法时要正确处理GIL的加解锁逻辑，避免程序崩溃
• 异常捕获要做全：Python侧抛出的异常要在C代理层捕获转换为C的异常或者错误码，避免直接击穿导致主程序退出

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Leon