将Numpy数组传递给C函数以进行输入和输出

Question

哦,我的话,我是个傻瓜. 在调用函数时,我只是省略了第二个和第三个参数.像一个傻瓜.因为那就是我.原来愚蠢的问题如下:

这似乎是一件很常见的事情,但我找不到相关的教程,而且我太无知了,Numpy并且ctypes自己弄清楚了.

我在文件中有一个C函数ctest.c.

#include <stdio.h>

void cfun(const void * indatav, int rowcount, int colcount, void * outdatav) {
    //void cfun(const double * indata, int rowcount, int colcount, double * outdata) {
    const double * indata = (double *) indatav;
    double * outdata = (double *) outdatav;
    int i;
    puts("Here we go!");
    for (i = 0; i < rowcount * colcount; ++i) {
        outdata[i] = indata[i] * 2;
    }
    puts("Done!");
}

(正如你可能猜到的那样,我最初的论点是double*而不是void*,但是无法弄清楚在Python方面该怎么做.我当然喜欢把它们改回来,但我并不挑剔只要它有效.)

我从中创建了一个共享库.gcc -fPIC -shared -o ctest.so ctest.c

然后在Python中,我有几个numpy数组,我想将它们传递给C函数,一个作为输入,一个作为输出.

indata = numpy.ones((5,6), dtype=numpy.double)
outdata = numpy.zeros((5,6), dtype=numpy.double)
lib = ctypes.cdll.LoadLibrary('./ctest.so')
fun = lib.cfun
# Here comes the fool part.
fun(ctypes.c_void_p(indata.ctypes.data), ctypes.c_void_p(outdata.ctypes.data))

print 'indata: %s' % indata
print 'outdata: %s' % outdata

这不会报告任何错误,但会打印出来

>>> Here we go!
Done!
indata: [[ 1.  1.  1.  1.  1.  1.]
 [ 1.  1.  1.  1.  1.  1.]
 [ 1.  1.  1.  1.  1.  1.]
 [ 1.  1.  1.  1.  1.  1.]
 [ 1.  1.  1.  1.  1.  1.]]
outdata: [[ 0.  0.  0.  0.  0.  0.]
 [ 0.  0.  0.  0.  0.  0.]
 [ 0.  0.  0.  0.  0.  0.]
 [ 0.  0.  0.  0.  0.  0.]
 [ 0.  0.  0.  0.  0.  0.]]

outdata数组未被修改.事实上,如果我再次调用该函数,我会得到一个段错误.这并不让我感到惊讶 - 我真的不知道我在这里做什么.谁能指出我正确的方向？

Answer 1

虽然不是您原始问题的直接答案,但这是一种更方便的方式来调用您的函数.首先,使你的C函数的原型完全像在普通的C中那样.因为你不需要rowcount和colcount单独,我将它们折叠成一个size参数:

void cfun(const double *indatav, size_t size, double *outdatav) 
{
    size_t i;
    for (i = 0; i < size; ++i)
        outdatav[i] = indatav[i] * 2.0;
}

现在按以下方式定义ctypes原型:

import ctypes
from numpy.ctypeslib import ndpointer
lib = ctypes.cdll.LoadLibrary("./ctest.so")
fun = lib.cfun
fun.restype = None
fun.argtypes = [ndpointer(ctypes.c_double, flags="C_CONTIGUOUS"),
                ctypes.c_size_t,
                ndpointer(ctypes.c_double, flags="C_CONTIGUOUS")]

现在,调用您的函数将非常方便:

indata = numpy.ones((5,6))
outdata = numpy.empty((5,6))
fun(indata, indata.size, outdata)

您还可以定义一个包装器,以使其更方便:

def wrap_fun(indata, outdata):
    assert indata.size == outdata.size
    fun(indata, indata.size, outdata)

Answer 2

只需将所有四个参数传递给C函数.从以下位置更改Python代码:

fun(ctypes.c_void_p(indata.ctypes.data), ctypes.c_void_p(outdata.ctypes.data))

至:

fun(ctypes.c_void_p(indata.ctypes.data), ctypes.c_int(5), ctypes.c_int(6),
    ctypes.c_void_p(outdata.ctypes.data))