将结构从 C++ 函数返回到 SWIG 中的 Python

Question

我有一个 C++ 标头，它返回一个包含 3 个元素的结构。如何让python正确接受结构变量？

这是我在 C++ 函数中所拥有的：

  // Function name myfunc
 struct velocity
 {
 std::vector< std::vector<double> > u;
 std::vector< std::vector<double> > v;
 std::vector< std::vector<double> > w;
 }; 

 velocity velo;  //Creating object

 velo.u = sum(umean,pu);
 velo.v = sum(vmean,pv);
 velo.w = sum(wmean,pw);

 return(velo)

这是我的 Python 实现，在使用 SWIG 之后

 import numpy
 from myfunc import *    # importing C++ myfunc library
 My = 100       # Matrix dimensions
 Mz = 100
 z = myfunc(My,Mz)    # Supplying the matrix dimensions to the myfunc library
 print(z)

我在执行此操作时收到的错误消息：

 <myfunc.velocity; proxy of <Swig Object of type 'velocity *' at 0x2951ae0> >

我知道我必须以某种方式在 SWIG 中定义才能使 python “按原样”采用结构。有什么办法吗？或者您可能建议的任何替代方法？这是我的 SWIG 文件

 %module myfunc
 %{
 #include "myfunc.h"  
 %}

 %include "std_vector.i"
 // Instantiate templates used by example
  namespace std {
  %template(IntVector) vector<int>;
  %template(DoubleVector) vector<double>;
  %template(twodvector) std::vector< std::vector<double> >; 
  }

 struct velocity
 {
 std::vector< std::vector<double> > u;
 std::vector< std::vector<double> > v;
 std::vector< std::vector<double> > w;
 };

 %include "myfunc.h"

请注意，我在这里声明了一个结构体。这在 SWIG 上编译成功，但我不知道如何在 Python 中使用它来实际获取 C++ 结构！

Answer 1

这不是错误消息：

<myfunc.velocity; proxy of <Swig Object of type 'velocity *' at 0x2951ae0> >

它只是表明你有一个 SWIG 代理对象，它包装了一个指向速度对象的指针。z.u[0][0]例如，您可以只访问来访问双向量之一的元素。

编辑

这是一个为vector<vector<double>>. 它们并不漂亮，但允许velocity直接将 Python“列表列表”分配给成员：

%module x

%begin %{
#pragma warning(disable:4127 4701 4706 4996)
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <sstream>
%}

%include <std_vector.i>
%include <std_string.i>
%template(vector_double) std::vector<double>;
%template(vector_vector_double) std::vector<std::vector<double> >;

// Input typemap converts from Python object to C++ object.
// Note error checking not shown for brevity.
// $input is the Python object, $1 is the C++ result.
//
%typemap(in) std::vector<std::vector<double> >* (std::vector<std::vector<double> > tmp) %{
    for(Py_ssize_t i = 0; i < PySequence_Size($input); ++i)
    {
        auto t = PySequence_GetItem($input,i);
        std::vector<double> vd;
        for(Py_ssize_t j = 0; j < PySequence_Size(t); ++j) {
            auto d = PySequence_GetItem(t,j);
            vd.push_back(PyFloat_AsDouble(d));
            Py_DECREF(d);
        }
        Py_DECREF(t);
        tmp.push_back(vd);
    }
    $1 = &tmp;
%}

// Output typemap converts from C++object to Python object.
// Note error checking not shown for brevity.
// $1 is the C++ object, $result is the Python result.
//
%typemap(out) std::vector<std::vector<double> >* %{
    $result = PyList_New($1->size()); // Create outer Python list of correct size
    for(size_t i = 0; i < $1->size(); ++i)
    {
        auto t = PyList_New((*$1)[i].size()); // Create inner Python list of correct size for this element.
        for(size_t j = 0; j < (*$1)[i].size(); ++j) {
            PyList_SET_ITEM(t,j,PyFloat_FromDouble((*$1)[i][j]));
        }
        PyList_SET_ITEM($result,i,t);
    }
%}

%inline %{
    struct velocity
    {
        std::vector<std::vector<double> > u;
        std::vector<std::vector<double> > v;
        std::vector<std::vector<double> > w;
    };

    // A test function with an in/out velocity parameter.
    void myfunc(velocity& vel)
    {
        for(auto& v : vel.u)
            std::transform(begin(v),end(v),begin(v),[](double d){return d*1.1;});
        for(auto& v : vel.v)
            std::transform(begin(v),end(v),begin(v),[](double d){return d*2.2;});
        for(auto& v : vel.w)
            std::transform(begin(v),end(v),begin(v),[](double d){return d*3.3;});
    }
%}

使用示例：

>>> import x
>>> vel=x.velocity()
>>> vel.u = [1,2,3],[4.5,6,7]
>>> vel.v = [1,2],[3,4,5]
>>> vel.w = [1],[2,3]
>>> vel.u
[[1.0, 2.0, 3.0], [4.5, 6.0, 7.0]]
>>> vel.v
[[1.0, 2.0], [3.0, 4.0, 5.0]]
>>> vel.w
[[1.0], [2.0, 3.0]]
>>> x.myfunc(vel)
>>> vel.u
[[1.1, 2.2, 3.3000000000000003], [4.95, 6.6000000000000005, 7.700000000000001]]
>>> vel.v
[[2.2, 4.4], [6.6000000000000005, 8.8, 11.0]]
>>> vel.w
[[3.3], [6.6, 9.899999999999999]]