python - 来自 Cython 中动态数组的 2D MemoryView

Question

我知道这个question ，但我一直在寻找一种更简单的方法来从 C 数组生成二维内存 View 。由于我是 C 和 Cython 新手，有人可以解释一下为什么会这样吗

cdef int[:, :] get_zeros(int d):
    # get 2-row array of zeros with d as second dimension
    cdef int i
    cdef int *arr = <int *> malloc(sizeof(int) * d)
    for i in range(d):
        arr[i] = 0
    cdef int[:, :] arr_view
    arr_view[0, :] = <int[:d]>arr
    arr_view[1, :] = <int[:d]>arr
    return arr_view

行不通？

编译时我得到 Cannot assign type 'int[::1]' to 'int' 作为错误。这是否意味着 2d memview 被第一个分配给 1d 的语句折叠，或者是因为 memoryviews 需要连续的 block 等？

Answer 1

“解释为什么某事 [...] 行不通”显然非常困难，因为归根结底，这只是一个本可以采取不同方式的设计决定。但是:

Cython 内存 View 的设计非常愚蠢。他们所做的只是提供一些很好的语法来访问实现 the Python buffer protocol 的东西的内存。 , 然后有一点额外的语法来让你做一些事情，比如获取指针的一维内存 View 。

此外，内存 View 作为一个整体 包装了一些东西。当您创建 cdef int[:, :] arr_view 时，它是无效的，直到您执行 arr_view = something。尝试分配给它的一部分是无稽之谈，因为(a)它会将分配委托(delegate)给它使用缓冲协议(protocol)包装的东西，以及(b)分配的确切方式将取决于您包装的缓冲协议(protocol)格式.如果包装一个“间接”缓冲区协议(protocol)对象，您所做的可能是有效的，但如果包装一个连续数组，则没有任何意义。由于 arr_view 可能正在包装，因此 Cython 编译器必须将其视为错误。

The question you link to实现缓冲协议(protocol)，因此是实现这种数组的正确方法。您正在尝试做的是采用额外的语法，该语法从指针提供 1D 内存 View ，并将其强制为 2D 内存 View 的一部分，模糊地希望这可能有效。这需要大量逻辑，远远超出了 Cython 内存 View 的设计范围。

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可能还有几点值得一提:

• 指针的内存 View 不处理指针的释放(因为它们几乎不可能事后猜测您想要什么)。你必须处理这个逻辑。如果有效，您当前的设计会泄漏内存。在您链接到包装类的设计中，可以在 __dealloc__ 中实现这一点(虽然它没有在那个答案中显示)，因此要好得多。

• 我个人认为“参差不齐的数组”(指向指针的二维数组)很糟糕。它们需要大量的分配和释放。有很多机会对它们进行半初始化。访问它们需要几个间接级别，因此速度很慢。唯一适合他们的是他们在 C 中提供了 arr[idx1][idx2] 语法。总的来说，我更喜欢 Numpy 的分配一维数组并使用形状/步幅来计算位置的方法索引。 (显然，如果您要包装现有的库，那么您可能不是您的选择...)