如何通过Boost Python从C++修改Python中类成员变量的值？

我有一个通过Boost Python框架暴露给Python的C++类，代码如下：

struct Var { 
    Var(std::string name) : name(name), value() {} 
    std::string const name; 
    float value; 
}; 

BOOST_PYTHON_MODULE(hello) { 
    class_<Var>("Var", init<std::string>()) 
        .def_readonly("name", &Var::name) 
        .def_readwrite("value", &Var::value); 
}

对应的Python使用脚本为：

x = hello.Var("hello") 
def print_func(): 
    print(x.value)

请问是否可以在C++代码中访问Python中的对象x，为其value成员变量赋值，使得执行Python的print_func()时能打印该值？

当然可以做到！Boost Python结合Python的C API，完全能让C++访问并修改Python运行时里的对象。下面是具体的实现步骤：

1. 在C++中编写修改对象的函数 #

我们可以先写一个C++函数，通过Boost Python获取Python全局命名空间里的x对象，然后直接修改它的value成员：

#include <boost/python.hpp>
using namespace boost::python;

// 这个函数会修改Python全局变量x的value值
void set_var_value() {
    // 获取Python的__main__模块，它包含了全局命名空间
    object main_module = import("__main__");
    object main_namespace = main_module.attr("__dict__");
    
    // 从全局命名空间中取出x对象，并转换为C++的Var引用
    Var& x = extract<Var&>(main_namespace["x"]);
    
    // 直接修改value成员，Python端会同步看到这个变化
    x.value = 3.14f;
}

2. 将函数暴露给Python #

修改原来的BOOST_PYTHON_MODULE块，把刚才写的set_var_value函数暴露给Python：

BOOST_PYTHON_MODULE(hello) { 
    class_<Var>("Var", init<std::string>()) 
        .def_readonly("name", &Var::name) 
        .def_readwrite("value", &Var::value); 
    
    // 把C++函数暴露成Python可调用的函数
    def("set_var_value", &set_var_value);
}

3. 在Python脚本中调用并验证 #

更新Python脚本，调用C++暴露的函数后再执行print_func，就能看到修改后的值了：

x = hello.Var("hello") 
def print_func(): 
    print(x.value)

# 调用C++函数修改x的value
hello.set_var_value()
# 执行打印，会输出3.14
print_func()

注意事项 #

• 要确保x对象存在于Python的全局命名空间中，否则C++提取对象时会抛出异常，你可以添加try-catch块来处理这种情况。
• 使用extract<Var&>时要保证类型匹配，如果提取的不是Var对象，也会触发异常。
• 因为value是通过def_readwrite暴露的，C++和Python操作的是同一块内存，所以修改会立刻同步，不需要额外的同步操作。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sbunny