编译多个模块时出现 Numpy/CAPI 错误，import_array()

Question

我正在尝试编译一个 C++ 模块以使用它，scipy.weave该模块由几个头文件和源 C++ 文件组成。这些文件包含广泛使用 Numpy/C-API 接口的类和方法。但我无法弄清楚如何import_array()成功包含。过去一周我一直在为此苦苦挣扎，我快疯了。我希望你能帮助我，因为weave 帮助不是很解释。

在实践中，我首先调用pycapi_utils了一个模块，该模块包含一些将 C 对象与 Python 对象接口的例程。它由一个头文件pycapi_utils.h和一个源文件组成，pycapi_utils.cpp例如：

//pycapi_utils.h
#if ! defined _PYCAPI_UTILS_H
#define _PYCAPI_UTILS_H 1

#include <stdlib.h>
#include <Python.h>
#include <numpy/arrayobject.h>
#include <tuple>
#include <list>

typedef std::tuple<const char*,PyObject*> pykeyval; //Tuple type (string,Pyobj*) as dictionary entry (key,val)
typedef std::list<pykeyval> kvlist;                    

//Declaration of methods
PyObject* array_double_to_pyobj(double* v_c, long int NUMEL); //Convert from array to Python list (double)
...
...
#endif

和

//pycapi_utils.cpp

#include "pycapi_utils.h"

PyObject* array_double_to_pyobj(double* v_c, long int NUMEL){
    //Convert a double array to a Numpy array
    PyObject* out_array = PyArray_SimpleNew(1, &NUMEL, NPY_DOUBLE);
    double* v_b = (double*) ((PyArrayObject*) out_array)->data;
    for (int i=0;i<NUMEL;i++) v_b[i] = v_c[i];
    free(v_c);
    return out_array;
}

然后我有一个进一步的模块model，其中包含处理一些数学模型的类和例程。同样，它由一个头文件和源文件组成，如：

//model.h
#if ! defined _MODEL_H
#define _MODEL_H 1

//model class
class my_model{
    int i,j;
    public:
        my_model();
        ~my_model();
        double* update(double*); 
}

//Simulator   
PyObject* simulate(double* input);
#endif  

和

//model.cpp

#include "pycapi_utils.h"
#include "model.h"

//Define class and methods
model::model{
...
...
}

...
...

double* model::update(double* input){
    double* x = (double*)calloc(N,sizeof(double));
    ...
    ...

    // Do something
    ...
    ...

    return x;
}

PyObject* simulate(double* input){
    //Initialize Python interface 
    Py_Initialize;
    import_array();

    model random_network;
    double* output;

    output = random_network.update(input);
    return array_double_to_pyobj(output);  // from pycapi_utils.h     
}

上面的代码包含scipy.weave在 Python中的一个模块中

def model_py(input):
    support_code="""
                 #include "model.h"
                 """
    code = """
           return_val = simulate(input.data());
           """
    libs=['gsl','gslcblas','m']
    vars = ['input']
    out = weave.inline(code,
                       vars,
                       support_code=support_code,
                       sources = source_files,
                       libraries=libs
                       type_converters=converters.blitz,
                       compiler='gcc',
                       extra_compile_args=['-std=c++11'],
                       force=1) 

它无法编译给出：

error: int _import_array() was not declared in this scope

值得注意的是，如果我pycapi_utils.h也混入source pycapi_utils.cpp，则一切正常。但我不想使用这个解决方案，因为实际上我这里的模块需要包含在其他几个也使用 PyObjects 的模块中，并且需要调用import_array().

我正在寻找有关堆栈交换的这篇文章，但我无法弄清楚是否以及如何#define在我的情况下正确定义指令。此外，在该职位的例子不正是我的情况，因为，import_array()被称为全球范围内main()，而在我的情况import_array()是我中调用simulate程序是通过调用main()编译通过scipy.weave。

Answer 1

我有一个类似的问题，正如您发布的链接所指出的，万恶之源PyArray_API是定义为静态的，这意味着每个翻译单元都有自己的默认PyArray_API初始化PyArray_API = NULL。因此import_array()必须为每个*.cpp文件调用一次。在您的情况下，将其调用pycapi_utils.cpp并调用一次就足够了model.cpp。您还可以在实际调用之前测试 array_import 是否必要：

if(PyArray_API == NULL)
{
    import_array(); 
}