使用C API创建numpy数组的自定义类对象

Question

使用C API,我想创建一个包含类型对象的numpy数组Quaternion,这是我用C++编写的类.我已经有了这些数组(实际上是a std::vector),我想制作一个副本 - 或者如果可能的话使用相同的内存.

由于这不是基本类型,我需要使用Py_Object类型,不能使用PyArray_SimpleNew或类似的任何容易.

我猜我可能想要使用PyArray_NewFromDescr甚至PyArray_SimpleNewFromDescr,但我完全彻底迷失了如何创建PyArray_Descr我需要描述我的Quaternion类的对象.

谁能给我一些关于如何制作那个descr对象的指针？或者让我更好地了解如何构建我的numpy数组？

这基本上是这个问题的更一般版本,没有分心.

编辑:

使用dastrobu的提示和我的SWIG包装器,我找到了一种方法.我知道不是每个人都在使用SWIG,但对于那些人,我对其他问题的回答显示了我是如何解决的.

Answer 1

由于Quaternion不是直接数字类型，因此您的数组必须具有numpy.objectas dtype。因此，您可以用来PyArray_SimpleNew(..., NPY_OBJECT)创建一个数组并填充数据。问题是你的Quaternion类不是 python 类型。因此，用对类型对象的引用填充数组Quaternion是行不通的。（在这种情况下，如果您从 python 中填充四元数的数组中提取一个元素，您期望会发生什么？）相反，您需要使用Quaternion类似PyQuaternion. 包装器负责引用计数和内存管理。它看起来像：

typedef struct {
    PyObject_HEAD
    Quaternion *q;
}PyQuaternion;

static PyTypeObject PyQuaternion_Type = {
    PyObject_HEAD_INIT(NULL)
    0,                                        /*ob_size*/
    "Quaternion",                             /*tp_name*/
    sizeof(PyQuaternion),                     /*tp_basicsize*/
/* ... */
};


static PyObject *
PyQuaternion_new(PyTypeObject *type, PyObject *args, PyObject *kwds){
/* ... */
};

static int 
PyQuaternion_init(PyQuaternion *self, PyObject *args, PyObject *kwds){
/* ... */
};

static void PyQuaternion_dealloc(PyQuaternion *self){
/* ... */
};

此外，您可以定义自己的 C-API，以便PyQuaternionType您可以PyQuaternions从Quaternions

static PyObject *
PyQuaternion_New(Quaternion *q){
    PyQuaternion *self;
    self = (PyQuaternion *)PyQuaternion_Type.tp_new(type, NULL, NULL);
    self->q = q; 
    return (PyObject *)self;
}

请注意，这self->q将由PyQuaternion_dealloc函数处理，因此请考虑内存管理。最简单的是将所有权传递给包装器并让PyQuaternion_deallocdeallocate self->q。

该PyQuaternion_New函数允许您包装Quaternion对象并将它们填充到任何 python 容器中，例如列表、元组，当然还有带有dtype = numpy.object.