python - Cython - 替换 def __init__() 方法，因为 Cython 的 Python 函数和方法无法处理值为 0 的无符号字符数组

Question

全部。下面有一个 Cython 代码示例，其中有一个无符号字符数组，a 填充有无符号整数。当我将此数组传递给 Python def 方法时，包含 0 的索引之后的任何索引的值都会变得困惑。

在此示例中，由于 0 值位于第 6 个索引处，因此传递到 __cinit__() 方法的数组中的所有后续数组索引都有不正确的值。对于 __init__() 方法或使用 Python 声明 def 的任何函数或方法，也会发生此行为。

但是，当数组传递到任何 cdef 或 cpdef 函数或方法时，数组的值是正确的。

所以，我有两个问题(请注意，我使用的是 .pyx 运行程序文件):

1. 我是否错误地将数组传递到 __cinit__() 方法中？还有其他方法吗？
2. 或者，是否有一种 Cythonic 方法可以替换 def __cinit__() 方法？当然，我可以使用解决方法并使用 cdef 或 cpdef 方法，特别是对于我展示的这个简单的小示例，但我想了解是否有换一种方式...

代码:

cdef class Classical:
    def __cinit__(self, unsigned char *b):
        for x in range(0, 12):
            print b[x], " init" # This does not work

    cdef void bar(self, unsigned char *b):
        for x in range(0, 12):
            print b[x], " method" # This works fine

def foo(unsigned char *b):
    for x in range(0, 12):
        print b[x], " function" # This does not work either

cdef unsigned char a[12]
a = [
    83,
    12,
    85,
    31,
    7,
    0,
    91,
    11,
    0,
    12,
    77,
    100
]
Classical(a).bar(a)
foo(a)

输出:

83  init
12  init
85  init
31  init
7  init
0  init
0  init
0  init
0  init
0  init
0  init
0  init
83  method
12  method
85  method
31  method
7  method
0  method
91  method
11  method
0  method
12  method
77  method
100  method
83  function
12  function
85  function
31  function
7  function
0  function
100  function
0  function
0  function
0  function
0  function
0  function

Answer 1

def 函数的所有参数都是 Python 对象。一个char * ( unsigned char * 也是如此)不是 Python 对象，但是可以自动将(某些)Python 对象转换为 char * 。所以

def foo(char *x):
   ...

对于 Cython 来说意味着:检查传递的 Python 对象是否可以转换为 cdef char * ，执行转换并在函数体中使用此转换的结果。

当使用 char * 调用 def 函数时(另请参阅此有点相关的 SO-post )作为参数:

cdef char a[12]
....
bar(a) # a decays to char *

Cython 执行以下操作:使用 char * 的自动转换假设它是一个以 null 结尾的 c 字符串到一个字节对象，并将这个临时字节对象传递给 def -功能bar .

这意味着在你的情况下:

• 调用 foo(a)创建一个长度为 5 的临时字节对象(而不是 12，因为第 6 个元素是 0 )，前 5 个字符将被复制到其中。
• 函数内部foo该字节对象缓冲区的地址被用作 unsigned char *b ，现在只有 6 个元素(包括尾随 \0 )，因此可以通过 b[6] 访问它是未定义的行为，可能会导致段错误。

您可以验证a和b通过指向不同的地址

print("Address:", <unsigned long long>(&a[0])) # or &b[0]

所以问题实际上是，当你调用 foo 时不是整个数组都转换为临时bytes -目的。从/到 char * 的转换Cython-documentation 中描述。在您的情况下，调用应该是:

foo(a[:12]) #pass the length explicitly, so cython doesn't have to depend on '\0'

现在打印以下内容:

83  function
12  function
85  function
31  function
7  function
0  function
91  function
11  function
0  function
12  function
77  function
100  function

<小时/>

cdef 的情况有所不同-函数，其中 char *停留char *并且不会转换为 Python 对象。然而，__cinit__必须是def函数，因此在这种情况下通常是 cdef - 使用工厂函数，如the answer pointed out by @DavidW ，例如:

cdef class Classical:
    ...
    @staticmethod
    cdef Classical create(char* ptr):
        obj = <Classical>Classical.__new__(Classical) # __init__ isn't called!
        # set up obj while using ptr
        ...
        return obj

显然，Classical.create只能从 Cython 代码中使用，但另一方面，只有 Cython 代码才有指针!