Python中的C++類的奇怪行爲SWIG

Question

我有一個C++類，有兩個方法（大項目的一部分）。這些方法做了一個非常類似的工作：第一個方法歸一化矢量並返回它，而第二個方法返回一個歸一化矢量，而不改變原始矢量。

vector3.h：

class Vector3 
{ 
public: 
    Vector3(double a = 0.0, double b = 0.0, double c = 0.0) 
     : x(a), y(b), z(c) {} 
    Vector3(const Vector3& other) : x(other.x), y(other.y), z(other.z) {} 
    double length() const { return sqrt(x*x+y*y+z*z); } 
    Vector3& normalize() 
    { 
    float_type n = length(); 
    n = float_type(1.0)/(n ? n : 1.0); 
    this->x *= n; 
    this->y *= n; 
    this->z *= n; 
    return *this; 
    } 
    Vector3 normalized() const 
    { 
    Vector3 v(*this); 
    v.normalize(); 
    return v; 
    } 
    std::string toString() 
    { 
    std::ostringstream strm; 
    strm << '(' << x << ", " << y << ", " << z << ')' ; 
    return strm.str(); 
    } 
    Vector3 operator+(const Vector3& other) const 
    { 
    return Vector3(x + other.x, y + other.y, z + other.z); 
    } 

private: 
    double x,y,z; 
}; 

我建立Python綁定這一類SWIG（通過cmake的）。

vector3.i：

%include <stl.i> 
%include <carrays.i> 
%include <cpointer.i> 
%module vectortest 
%{ 
#include "vector3.h" 
%} 
%include "vector3.h" 

CMakeLists.txt：

cmake_minimum_required(VERSION 2.8) 

add_executable("vtest" "vtest.cpp") 

find_package(SWIG) 
include(${SWIG_USE_FILE}) 

find_package(PythonLibs) 
find_package(PythonInterp) 

include_directories(${CMAKE_SOURCE_DIR}) 
include_directories(${PYTHON_INCLUDE_DIRS}) 

SET(CMAKE_SWIG_FLAGS "") 
SET_SOURCE_FILES_PROPERTIES(SOURCE vector3.i PROPERTIES CPLUSPLUS ON) 
SWIG_ADD_MODULE(vectortest_python python vector3.i) 
SWIG_LINK_LIBRARIES(vectortest_python ${PYTHON_LIBRARIES} ${LIBS}) 
set_target_properties(_vectortest_python PROPERTIES PREFIX "_" OUTPUT_NAME "vectortest") 

execute_process(COMMAND ${PYTHON_EXECUTABLE} -c "from distutils.sysconfig import get_python_lib; print (get_python_lib())" OUTPUT_VARIABLE PYTHON_SITE_PACKAGES OUTPUT_STRIP_TRAILING_WHITESPACE) 

install(TARGETS ${SWIG_MODULE_vectortest_python_REAL_NAME} DESTINATION ${PYTHON_SITE_PACKAGES}) 
install(FILES ${CMAKE_BINARY_DIR}/vectortest.py DESTINATION ${PYTHON_SITE_PACKAGES}) 

在C++中的行爲是細。

vtest.cpp：

#include <iostream> 
#include "vector3.h" 

int main() 
{ 
    Vector3 v1(1,0,0); 
    Vector3 v2(0,1,0); 

    std::cout << (v1+v2).toString() << std::endl; 
    std::cout << (v1+v2).normalized().toString() << std::endl; 
    std::cout << (v1+v2).normalize().toString() << std::endl; 

    return 0; 
} 

輸出：

(1, 1, 0) 
(0.707107, 0.707107, 0) 
(0.707107, 0.707107, 0) 

然而，它在Python行爲是很奇怪：

vtest.py：

#!/usr/bin/python3 

from vectortest import Vector3 

v1 = Vector3(1,0,0) 
v2 = Vector3(0,1,0) 
print((v1+v2).toString()) 
print((v1+v2).normalized().toString()) 
print((v1+v2).normalize().toString()) 

個輸出：

(1, 1, 0) 
(0.707107, 0.707107, 0) 
(0, 0.707107, 0) 

如預期的第二種方法（normalized()）工作，但是第一個（normalize()）沒有。這是什麼造成的？有關如何解決此問題的任何建議？

Answer 1

@donkopotamus和@JensMunk是正確的。
您的代碼在Python中不正確，因爲臨時變量的生存期不同。
C++臨時變量（v1 + v2）的生存期是C++中函數調用的整個序列。通過SWIG封裝器爲每個函數調用進行Python調用，即通過Python對象執行不同的不同的。對於Python：

（v1 + v2） - 構造了一個臨時Python對象（tp1 = v1 + v2），其生命期與調用序列不同。

（v1 + v2）.normalized（） - 生成另一個臨時Python對象（tp2_1）;
（v1 + v2）.normalize（） - 產生內部引用第一個臨時Python對象（tp1）的另一個臨時Python對象（tp2_2）。
臨時Python對象（tp1 = v1 + v2）遞減引用計數器，現在可以進行垃圾回收，使tp2_2的內容無效。 （v1 + v2）.normalized（）。toString（） - 產生一個臨時Python對象（tp3_1），由有效的tp2_1生成，tp2_1現在可以被垃圾回收;
（v1 + v2）.normalize（）。的toString（） - 產生從可能臨時Python對象（tp3_2）損壞 tp2_2
...