python - 从 C 函数到 Python 的矩阵

Question

我正在使用 python 和 ctypes。我有一个 C 函数将四元数(类似于虚数)转换为矩阵。我知道，在像参数这样的函数中发送结果变量是不好的语气，所以我怎样才能将矩阵返回到类型数组 c_float*16 中的 python 代码。

float* QuaternionToMatrix(Quaternion q)
{
    float matrix[16];

    matrix[ 0] = 1.0f - 2.0f * ( q.y * q.y + q.z * q.z );
    matrix[ 1] = 2.0f * (q.x * q.y + q.z * q.w);
    matrix[ 2] = 2.0f * (q.x * q.z - q.y * q.w);
    matrix[ 3] = 0.0f;

    matrix[ 4] = 2.0f * ( q.x * q.y - q.z * q.w );
    matrix[ 5] = 1.0f - 2.0f * ( q.x * q.x + q.z * q.z );
    matrix[ 6] = 2.0f * (q.z * q.y + q.x * q.w );
    matrix[ 7] = 0.0f;

    matrix[ 8] = 2.0f * ( q.x * q.z + q.y * q.w );
    matrix[ 9] = 2.0f * ( q.y * q.z - q.x * q.w );
    matrix[10] = 1.0f - 2.0f * ( q.x * q.x + q.y * q.y );
    matrix[11] = 0.0f;

    matrix[12] = 0;
    matrix[13] = 0;
    matrix[14] = 0;
    matrix[15] = 1.0f;

    float* a = matrix;

    return a;
}

Answer 1

您正在返回一个指向局部变量的指针。这将导致内存损坏。我建议创建一个 struct 封装你的矩阵并返回它:

typedef struct matrix {
    float data[16];
} matrix;

matrix QuaternionToMatrix(Quaternion q) {
    ...
}

因为这会导致复制一定量的内存(大约 512 字节)，您最好将矩阵作为输出参数传递:

void QuaternionToMatrix(Quaternion q, matrix *matrix) {
    ...
}