C++动态数组与Python Buffer Protocol的集成策略

a = bytearray(b'abc')
print(a) # bytearray(b'abc')

# 此时可以自由修改大小
a.append(ord(b'd'))
print(a) # bytearray(b'abcd')

# 创建一个memoryview，此时底层数据被“锁定”
view = memoryview(a)
print(view) # <memoryview object at 0x...>

# 尝试在有Buffer被持有时修改大小，会失败
try:
    a.append(ord(b'e'))
except BufferError as e:
    print(f"Error: {e}") # Output: Error: Existing exports of data: object cannot be re-sized

# 释放memoryview后，可以再次修改
del view
a.append(ord(b'e'))
print(a) # bytearray(b'abcde')

// 假设你的C++动态数组类
class MyDynamicArray {
public:
    // ... 成员变量和方法 ...

    // 缓冲区导出计数
    int buffer_export_count = 0;

    // 尝试调整大小的方法
    void resize(size_t new_size) {
        if (buffer_export_count > 0) {
            // 抛出Python的BufferError
            PyErr_SetString(PyExc_BufferError, "Existing exports of data: object cannot be re-sized");
            throw std::runtime_error("Buffer is currently exported, cannot resize.");
        }
        // 执行实际的内存重分配逻辑
        // ...
    }

    // 增加导出计数
    void increment_export_count() {
        buffer_export_count++;
    }

    // 减少导出计数
    void decrement_export_count() {
        buffer_export_count--;
    }
};

// Python Buffer Protocol的释放回调函数
static void my_buffer_release(PyObject *self, Py_buffer *buffer) {
    // 假设self是你的Python包装器对象，且内部有一个指向MyDynamicArray的指针
    MyDynamicArray* arr = ((MyArrayWrapperObject*)self)->cpp_array_ptr;
    if (arr) {
        arr->decrement_export_count();
    }
    // 释放Py_buffer中可能分配的任何资源
    PyBuffer_Release(buffer); // 调用默认的释放，如果Py_buffer有内部管理
}

// Python Buffer Protocol的获取回调函数
static int my_getbuffer(PyObject *self, Py_buffer *view, int flags) {
    // 假设self是你的Python包装器对象
    MyDynamicArray* arr = ((MyArrayWrapperObject*)self)->cpp_array_ptr;
    if (!arr) {
        PyErr_SetString(PyExc_RuntimeError, "Underlying C++ array not available.");
        return -1;
    }

    // 检查是否可以导出缓冲区（例如，数据类型和维度）
    // ...

    // 填充Py_buffer结构体
    view->buf = arr->data(); // 获取底层数据指针
    view->len = arr->size() * sizeof(ElementType);
    view->readonly = 0; // 假设可写
    view->itemsize = sizeof(ElementType);
    view->format = (char*)"B"; // 例如，无符号字节
    view->ndim = 1;
    view->shape = arr->get_shape_ptr(); // 获取形状信息
    view->strides = arr->get_strides_ptr(); // 获取步长信息
    view->suboffsets = NULL;
    Py_INCREF(self); // 增加Python对象的引用计数，因为Py_buffer.obj将指向它
    view->obj = self; // 指向拥有该缓冲区的Python对象
    view->releasebuffer = my_buffer_release; // 设置释放回调

    arr->increment_export_count(); // 增加导出计数

    return 0; // 成功
}