Question

我正在使用numpy的C API来编写一些用于矩阵计算的函数。今天我想将我的函数的某些部分移动到一个单独的.c文件中，并使用标题来声明它们。现在我有一个与numpy的import_array函数有关的奇怪问题。我试图尽可能地简化问题。起初有工作计划：

mytest.c

#include "mytest.h"

PyObject* my_sub_function() {
    npy_intp dims[2] = {2, 2};
    double data[] = {0.1, 0.2, 0.3, 0.4};

    PyArrayObject* matrix = (PyArrayObject*)PyArray_SimpleNew(2, dims, NPY_FLOAT64);
    memcpy(PyArray_DATA(matrix), data, sizeof(double) * dims[0] * dims[1]);

    return (PyObject*)matrix;
}

static PyObject* my_test_function(PyObject* self, PyObject* args) {
    return my_sub_function();
}

static PyMethodDef methods[] = {
    {"my_test_function", my_test_function, METH_VARARGS, ""},
    {0, 0, 0, 0}
};

static struct PyModuleDef module = {
    PyModuleDef_HEAD_INIT, "mytest", 0, -1, methods
};

PyMODINIT_FUNC PyInit_mytest() {
    import_array();
    return PyModule_Create(&module);
}

mytest.h

#ifndef mytest_h
#define mytest_h

#include <Python.h>
#include <numpy/arrayobject.h>
#include <numpy/npy_common.h>

PyObject* my_sub_function();

#endif

生成文件

all: mytest.o sub.o
    gcc -shared -Wl,-soname,mytest.so -o mytest.so mytest.o

mytest.o: sub.o
    gcc -fPIC -c mytest.c `pkg-config --cflags python3`

clean:
    rm -rf *.so
    rm -rf *.o

一切都按预期工作。我可以调用make，然后加载模块并调用函数：

test.py

import mytest
print(mytest.my_test_function())

如果我从init函数中删除import_array，则会出现段错误，这是许多邮件列表和论坛中报告的行为。

现在我只想从 mytest.c 中删除整个函数my_sub_function，并将其移到名为 sub.c 的文件中：

#include "mytest.h"

PyObject* my_sub_function() {
    npy_intp dims[2] = {2, 2};
    double data[] = {0.1, 0.2, 0.3, 0.4};

    PyArrayObject* matrix = (PyArrayObject*)PyArray_SimpleNew(2, dims, NPY_FLOAT64);
    memcpy(PyArray_DATA(matrix), data, sizeof(double) * dims[0] * dims[1]);

    return (PyObject*)matrix;
}

新的 Makefile 是：

all: mytest.o sub.o
    gcc -shared -Wl,-soname,mytest.so -o mytest.so mytest.o sub.o

mytest.o:
    gcc -fPIC -c mytest.c `pkg-config --cflags python3`

sub.o:
    gcc -fPIC -c sub.c `pkg-config --cflags python3`

clean:
    rm -rf *.so
    rm -rf *.o

如果我尝试加载模块并立即调用该函数，则函数调用会给我一个段错误。如果我将import_array调用到my_sub_function的顶部，我就可以解决问题，但我不认为这是应该使用该函数的方式。

所以我想知道为什么会这样，以及将numpy模块拆分成几个源文件的“干净”方式。

Answer 1

默认情况下，import_array例程只会在单个文件中提供NumPy C API。这是因为它通过存储在静态全局变量中的函数指针表来工作（即不导出，只在同一文件中可见）。

作为mentioned in the documentation，您可以使用一些预处理器定义来更改此行为：

在您的扩展程序的所有文件中，将PY_ARRAY_UNIQUE_SYMBOL定义为一个不太可能与其他扩展程序冲突的唯一变量。在变量名中包含扩展程序的模块名称是个不错的主意。
在每个文件中，除了您拨打import_array的文件外，请定义符号NO_IMPORT_ARRAY

在包含arrayobject.h之前，需要先定义这些符号才能使它们生效。

Numpy C API：链接多个目标文件

1 个答案: