python - 将 C 结构传递给 Cython 并转换为 Python numpy 数组

Question

main.h

ifndef MAIN_H
define MAIN_H

ifdef __cplusplus
extern "C" {
endif

typedef struct Pythonout{
    int pn;
    double *px;
}Pythonout;

struct Pythonout l1tf_main(char *ifile_y, double lambda, int rflag);


ifdef __cplusplus
}
endif

endif /* MAIN_H */

Following is the Cython pyx file using main.h

.pyx

cimport numpy as np

cdef extern from "main.h":
    ctypedef struct Pythonout:
        int n
        double *x
    cdef Pythonout l1tf_main(char *ifile_y 
                            ,double lambdaval, 
                             int rflag);

cdef class Pyclass:
    cdef Pythonout pnx

    def __cinit__(self, char *pfilename, 
                  lambdaval, rflag):
        self.pnx = l1tf_main(pfilename, 
                             lambdaval, rflag)

    @property
    def n(self):
        return self.pnx.n

    @property
    def x(self):
        cdef np.npy_float64 shape[1]
        shape[0] = <np.npy_intp> self.pnx.n
        ndarray = 
                 np.PyArray_SimpleNewFromData(1, 
                 &(self.pnx.n),np.NPY_FLOAT64, 
                 <void *> self.pnx.x)
        np.PyArray_UpdateFlags(ndarray, 
                               ndarray.flags.num 
                               | np.NPY_OWNDATA)
        return ndarray

cpdef filtered_trend(char *pfilename, double 
                     lambdaval, int rflag):
    pnx = Pyclass(pfilename, lambdaval, rflag)
    return pnx.x

在类里面，我在编译时遇到以下错误:

‘Pythonout {aka struct Pythonout}’ has no member named ‘n’

‘Pythonout {aka struct Pythonout}’ has no member named ‘x’

调用对象值pnx.n和pnx.x时。

Answer 1

您的代码至少存在两个问题。

1. 导致编译错误的小问题:在 C 中，您将结构体属性称为 px 和 pn，而在 Cython 中，您将它们称为 x 和 n。这意味着 Cython 生成的代码与 C header 不匹配。使这些保持一致。

2. np.PyArray_UpdateFlags(ndarray, 
                          ndarray.flags.num 
                          | np.NPY_OWNDATA)
   

   这告诉 Numpy 现在拥有 x 中的数据并负责释放它。但是假设您有 Python 代码:

   x1 = PyClassInstance.x
   x2 = PyClassInstance.x
   

   您现在有两个 Numpy 数组，每个数组都相信拥有相同的数据，并且都将尝试释放它。 (类似地，如果您从不访问x，则pnx.x永远不会被释放)您可能应该做的是让PyClass实例负责释放它的 pnx.x (在 __dealloc__ 函数中)。然后在您的 x 属性中执行以下操作:

   ndarray = PyArray_SimpleNewFromData(...)
   Py_INCREF(self) # SetBaseObject doesn't do this so you must do it manually
   PyArray_SetBaseObject(ndarray, self) # check return value for errors...
   

   现在，Numpy 数组将 PyClass 实例视为拥有数据。