C++动态数组与Python缓冲区协议的正确集成

#include <vector>
#include <stdexcept> // For throwing C++ exceptions

// 假设这是你的C++动态数组类
template<typename T>
class DynamicArray {
private:
    std::vector<T> _data;
    int _buffer_exports_count = 0; // 缓冲区引用计数器

public:
    // ... 构造函数、析构函数等 ...

    // 获取数据指针（供缓冲区协议使用）
    T* data() { return _data.data(); }
    size_t size() { return _data.size(); }

    // 增加元素
    void append(const T& value) {
        if (_buffer_exports_count > 0) {
            // 如果有活跃的缓冲区，阻止可能导致重分配的操作
            // 在Python C API中，这会映射为PyErr_SetString(PyExc_BufferError, "...")
            throw std::runtime_error("BufferError: Existing exports of data: object cannot be re-sized");
        }
        _data.push_back(value);
    }

    // 调整大小
    void resize(size_t new_size) {
        if (_buffer_exports_count > 0 && new_size > _data.capacity()) {
            // 如果有活跃的缓冲区且新大小会触发重分配
            throw std::runtime_error("BufferError: Existing exports of data: object cannot be re-sized");
        }
        _data.resize(new_size);
    }

    // Python缓冲区协议相关的辅助函数
    void increment_buffer_count() {
        _buffer_exports_count++;
    }

    void decrement_buffer_count() {
        _buffer_exports_count--;
    }

    // ... 其他方法 ...
};

// 在Python C API的getbufferproc和releasebufferproc中调用 increment/decrement_buffer_count
// 例如：
// static int DynamicArray_getbuffer(PyObject *self, Py_buffer *view, int flags) {
//     DynamicArray<int>* arr = reinterpret_cast<DynamicArray<int>*>(self);
//     // 填充view结构体
//     view->buf = arr->data();
//     view->len = arr->size() * sizeof(int);
//     // ... 其他字段 ...
//     view->obj = (PyObject*)self; // 必须引用自身，以便在释放时调用releasebufferproc
//     Py_INCREF(self); // 增加引用计数，确保self在buffer存活期间不被回收
//
//     arr->increment_buffer_count(); // 递增计数器
//     return 0;
// }
//
// static void DynamicArray_releasebuffer(PyObject *self, Py_buffer *view) {
//     DynamicArray<int>* arr = reinterpret_cast<DynamicArray<int>*>(self);
//     arr->decrement_buffer_count(); // 递减计数器
//     Py_DECREF(self); // 减少引用计数
// }

a = bytearray(b'abc')
print(f"Initial bytearray: {a}") # Initial bytearray: bytearray(b'abc')

# 正常操作，没有活跃的缓冲区
a.append(ord(b'd'))
print(f"After append: {a}") # After append: bytearray(b'abcd')

# 创建一个memoryview，此时内部计数器会递增
view = memoryview(a)
print(f"Memoryview created: {view}") # Memoryview created: <memoryview object at 0x...>

try:
    # 尝试在有活跃缓冲区时修改大小，会触发BufferError
    a.append(ord(b'e'))
except BufferError as e:
    print(f"Caught expected error: {e}") # Caught expected error: Existing exports of data: object cannot be re-sized

# 释放memoryview，内部计数器会递减
del view

# 此时可以再次修改大小
a.append(ord(b'f'))
print(f"After releasing view and appending: {a}") # After releasing view and appending: bytearray(b'abcd f')