Cython memoryviews：用数组参数包装 c 函数以传递 numpy 数组

Question

我正在尝试使用 Cython 用数组参数 (quick_sort()) 包装 c 函数，这样我就可以将一个 numpy 数组传递给它。我已经在文档、SO 和 Web 上搜索了一个有效的最小示例，但没有找到。我尝试了几种可能性但没有任何进展，所以请帮我弄清楚。这是我的文件：

quicksort.c

#include <stdio.h>

void quick_sort (int* a, int n) {
    int i, j, p, t;
    if (n < 2)
        return;
    p = a[n / 2];
    for (i = 0, j = n - 1;; i++, j--) {
        while (a[i] < p)
            i++;
        while (p < a[j])
            j--;
        if (i >= j)
            break;
        t = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = t;
    }
    quick_sort(a, i);
    quick_sort(a + i, n - i);
}

quicksort.h

void quick_sort (int* a, int n);

quicksort.pxd

cdef extern from "quicksort.h":
    void quick_sort (int[:] a, int n)

cy_quicksort.pyx

cimport quicksort

def quicksort_c(int[:] a):
    quicksort.quick_sort(a, a.size)

setup.py

from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize

setup(
    name='quicksort cython',
    ext_modules=cythonize("*.pyx"),
)

当我运行宁python setup.py build_ext --inplace命令时，它returns出现以下错误：

cy_quicksort.c:1362:14: error: passing '__Pyx_memviewslice' to parameter of
      incompatible type 'int *'
  quick_sort(__pyx_v_a, __pyx_t_3);
             ^~~~~~~~~
./quicksort.h:1:23: note: passing argument to parameter 'a' here
void quick_sort (int* a, int n);

我想要实现的是编译它并能够运行例如：

import numpy as np
from cy_quicksort import quicksort_c
a = np.array(range(9, 0, -1), dtype=np.int32)
quicksort_c(a)

提前感谢您的宝贵时间！

编辑：

根据 DavidW 在 quicksort.pxd、cy_quicksort.pyx 中建议的更改并更改 setup.py 将文件转换为以下形式，它按预期工作。

setup.py

from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
from distutils.extension import Extension

sourcefiles = ['cy_quicksort.pyx', 'quicksort.c']

extensions = [Extension("cy_quicksort", sourcefiles)]

setup(
    ext_modules = cythonize(extensions)
)

Answer 1

问题主要在"quicksort.pxd" - 定义需要与quicksort.h中的定义相匹配：

cdef extern from "quicksort.h":
    void quick_sort (int* a, int n)

（[:] 将其定义为内存视图，这是 Cythony 的发明，不能直接转换为指针，正如您的错误所说）。

然后您需要从 "cy_quicksort.pyx"

中的内存视图中获取指针

def quicksort_c(int[::1] a):
    quicksort.quick_sort(&a[0], a.size) # get address of first element

我已经将输入参数更改为 [::1] 以指定元素在内存中必须是连续的，我认为这是快速排序所期望的。

（注意 - 未经测试，但相当简单，应该可以！）

Cython memoryviews：用数组参数包装 c 函数以传递 numpy 数组

Cython memoryviews: wrapping c function with array parameter to pass numpy array

python

c

numpy

cython

memoryview

编辑：