将 swig python 'double *' 对象读入 numpy（也许通过 ctypes？）

Question

我有无法修改的 swig python 库。

它 returns 一个 <Swig object of type 'double *'> 我知道它是一个指向双精度数组的指针。通过一个单独的函数，我得到了一个 python int 作为长度。

我的问题是，如何将这些数据读入 numpy？

我找到了 numpy.ndarray.ctypes 模块，另一个 Whosebug 答案暗示可以从 SWIG 转换为 ctypes ()，但没有提及如何转换。

感谢任何帮助。

Answer 1

我创建了一个示例 SWIG 包装器来测试它：

%module test

%{
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

double* get(void)
{
    double* p = malloc(sizeof(double) * 10);
    for(int i = 0; i < 10; ++i)
        p[i] = 1.1 * i;
    printf("%p\n",p);
    return p;
}
%}

double* get(void);

以下通过ctypes检索数据：

>>> import test
>>> a = test.get()
000001A3D05ED890        # From the printf...
>>> a
<Swig Object of type 'double *' at 0x000001A3D27D6030>
>>> hex(int(a))
'0x1a3d05ed890'         # int() of the object is the same address
>>> from ctypes import *
>>> p = (c_double * 10).from_address(int(a))
>>> list(p)
[0.0, 1.1, 2.2, 3.3000000000000003, 4.4, 5.5, 6.6000000000000005, 7.700000000000001, 8.8, 9.9]

现在是 numpy。可能有更好的方法，但我发现 __array_interface__ (link)。 "array-like" 对象具有此接口，可以从中创建另一个数组：

>>> class Tmp: pass
...
>>> Tmp.__array_interface__ = {'shape':(10,),'typestr':'<f8','data':(int(a),False),'version':3}
>>> import numpy as np
>>> np.array(Tmp,copy=False)   # Create array that shares the same interface
array([0. , 1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5, 6.6, 7.7, 8.8, 9.9])

也许不是最好的方法，但我不是 numpy 的重度用户。

Answer 2

如果您想从 C 接收数组，我建议您使用 NumPy SWIG 绑定 numpy.i。

我在这里使用 ARGOUTVIEWM_ARRAY1 这样在 C 中分配的内存从此以后将由 NumPy 数组管理。如果这不符合您的需要，您可以选择不同的类型映射。有good documentation.

我还重命名了 library_function，这样我就可以用我自己的函数覆盖它，该函数具有正确的 NumPy 类型映射签名。

test.t

%module example
%{
#define SWIG_FILE_WITH_INIT

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

double* library_function(void)
{
    double* p = malloc(sizeof(double) * 10);
    for(int i = 0; i < 10; ++i)
        p[i] = 1.1 * i;
    printf("%p\n",p);
    return p;
}
%}

%include "numpy.i"

%init %{
import_array();
%}

%apply (double** ARGOUTVIEWM_ARRAY1, int* DIM1) {(double** data, int* length)};
%rename (library_function) encapsulate_library_function;
%inline %{
void encapsulate_library_function(double** data, int* length) {
    *data = library_function();
    *length = 10;
}
%}

test.py

from example import library_function

a = library_function()
print(type(a))
print(a)

调用示例：

$ swig -python test.i
$ clang -Wall -Wextra -Wpedantic -I /usr/include/python3.6m/ -fPIC -shared -o _example.so test_wrap.c -lpython3.6m
$ python3 test.py
0x2b9d4a0
<class 'numpy.ndarray'>
[ 0.   1.1  2.2  3.3  4.4  5.5  6.6  7.7  8.8  9.9]

将 swig python 'double *' 对象读入 numpy（也许通过 ctypes？）

Read swig python 'double *' object into numpy (maybe through ctypes?)

python

numpy

ctypes

swig