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python - 在 C 结构中保存一个 numpy 数组

问题描述

我正在使用 ctypes 将 numpy 数组传递给 C 代码。我想将这些信息保存在 C 结构中。我在 C 中有以下代码：

我的文件.h

typedef struct container
{
    int nb_rows;
    int nb_cols;
    double ** data;
};
void save_d2_double(int nb_rows, int nb_cols, double *data[nb_cols]);
void print_container();

我的文件.c

#include <stdio.h>
#include "my_file.h"    

struct container c;

void save_d2_double(int nb_rows, int nb_cols, double * data[nb_cols] ){
    c.nb_rows = nb_rows;
    c.nb_cols = nb_cols;
    c.data = data;
}

void print_container(){
   printf("\n");
   printf("%d\t%d", c.nb_rows, c.nb_cols);
   for(int i = 0; i < c.nb_rows; i++){
       for(int j = 0; j < c.nb_cols; j++){
           printf("%f\t", c.data[i][j]); \\ Error here
       }
       printf("\n");
   }
   printf("\n");
}

以及python中的以下内容：

我的文件.py

import numpy as np
import numpy.ctypeslib as npct
import ctypes

LIBC = ctypes.CDLL("my_file.so")
array_2d_double = npct.ndpointer(dtype=np.double, ndim=2)
LIBC.save_d2_double.restype = None
LIBC.save_d2_double.argtypes = [ctypes.c_int, ctypes.c_int, array_2d_double]
LIBC.print_container.restype = None
LIBC.print_container.argtypes = []

# The shape of this array vary in the end application.
x_2d_d = np.array([[1.,2.,3.,10.],[4.,5.,6.,11.],[7.,8.,9.,12.]], dtype=np.float64)

shape = x_2d_d.shape
LIBC.save_d2_double(shape[0], shape[1], x_2d_d)
LIBC.print_container()

当我想访问时，c.data我得到：

Segmentation fault (core dumped)

我怀疑问题出在声明中double ** data;，因为 C 事先不知道 numpy 数组的维度，所以我不知道如何声明这个文件。

提前致谢 ！

标签： pythoncnumpyctypes

解决方案

第一个问题：double *data[nb_cols]是一个指针数组，或者等效地是一个双指针，但这不是 Python 传递的。Python 正在传递一个二维数组，或者等效地是一个指向数组的指针，所以你的函数应该double (*data)[nb_cols]取而代之。

第二个问题：C 不允许您将指向 VLA 的指针存储在结构中。您尝试改用双指针，但双指针与指向数组的指针不兼容。但是，有一个解决方案：由于数组是连续的，您可以将指针视为只是指向第一个元素的指针，然后将其转换为指向您使用它的函数中的 VLA 的指针（或手动而是转换索引）。

我的文件.h：

struct container
{
    int nb_rows;
    int nb_cols;
    double *data;
};
void save_d2_double(int nb_rows, int nb_cols, double *data); /* or double (*data)[nb_cols] */
void print_container(void);

我的文件.c：

#include <stdio.h>
#include "my_file.h"    

struct container c;

void save_d2_double(int nb_rows, int nb_cols, double *data) { /* or double (*data)[nb_cols] */
    c.nb_rows = nb_rows;
    c.nb_cols = nb_cols;
    c.data = data;
}

void print_container(void) {
   double (*data)[c.nb_cols] = (double (*)[c.nb_cols])c.data; /* optional; see below */
   printf("\n");
   printf("%d\t%d", c.nb_rows, c.nb_cols);
   for(int i = 0; i < c.nb_rows; i++) {
       for(int j = 0; j < c.nb_cols; j++) {
           printf("%f\t", data[i][j]); /* or c.data[i * c.nb_cols + j] */
       }
       printf("\n");
   }
   printf("\n");
}

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