python - numpy 数组 C api

Question

我有一个返回 std::vector 的 C++ 函数，我想在 python 中使用它，所以我使用的是 C numpy api:

static PyObject *
py_integrate(PyObject *self, PyObject *args){
    ...
    std::vector<double> integral;
    cpp_function(integral);  // This changes integral
    npy_intp size = {integral.size()};
    PyObject *out = PyArray_SimpleNewFromData(1, &size, NPY_DOUBLE, &(integral[0]));
    return out;
}

这是我在 python 中调用它的方式:

import matplotlib.pyplot as plt

a = py_integrate(parameters)
print a
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(a)
print a

发生的事情是:第一次打印没问题，值是正确的。但是当我绘制 a 时，它们不是；在第二个打印中，我看到非常奇怪的值，如 1E-308 1E-308 ... 或 0 0 0 ... 作为未初始化的内存。我不明白为什么第一次打印没问题。

部分解决方案(无效):

static void DeleteVector(void *ptr)
{
    std::cout << "Delete" << std::endl;
    vector * v = static_cast<std::vector<double> * >(ptr);
    delete v;
    return;
}

static PyObject *
cppfunction(PyObject *self, PyObject *args)
{
    std::vector<double> *vector = new std::vector<double>();
    vector->push_back(1.);
    PyObject *py_integral = PyCObject_FromVoidPtr(vector, DeleteVector);
    npy_intp size = {vector->size()};
    PyArrayObject *out;
    ((PyArrayObject*) out)->base = py_integral;
    return (PyObject*)(out);
}

Answer 1

您的 std::vector 对象似乎是该函数的本地对象。 PyArray_SimpleNewFromData 不会复制您传递给它的数据。它只是保留一个指针。因此，一旦您的 py_integrate 函数返回， vector 就会被释放。打印第一次工作是因为还没有任何内容覆盖释放的内存，但是当您进行下一次打印时，其他东西已经使用了该内存，导致值不同。

您需要创建一个拥有自己存储空间的NumPy数组，然后将数据复制到其中。

或者，在堆上分配你的 vector 。然后将指向它的指针存储在 CObject 中.提供删除 vector 的析构函数。然后，看看C级PyArrayObject类型。它有一个名为 base 的 PyObject * 成员。将您的 CObject 存储在那里。然后，当 NumPy 数组被垃圾回收时，此基础对象的引用计数将减少，并且假设您没有在其他地方获取它的副本，由于您提供的析构函数，您的 vector 将被删除。

固定器上层

您忘记实际创建 PyArray。试试这个:

(您没有发布DeleteVector，所以我只能希望它是正确的)

std::vector<double> *vector = new std::vector<double>();
vector->push_back(1.);
PyObject *py_integral = PyCObject_FromVoidPtr(vector, DeleteVector);
npy_intp size = {vector->size()};
PyObject *out = PyArray_SimpleNewFromData(1, &size, NPY_DOUBLE, &((*vector)[0]));
((PyArrayObject*) out)->base = py_integral;
return out;

注意:我不是 C++ 程序员，所以我只能假设 &((*vector)[0]) 使用指向 vector 的指针按预期工作。我知道如果你增长它， vector 会重新分配它的存储区域，所以在获得该指针后不要增加它的大小，否则它将不再有效。