Question

我正在尝试使用ctypes模块从python程序中调用我编写的线性代数例程（fortran）库。我已经成功导入了库，可以调用我的子例程和返回单个值的函数。我的问题是调用返回双精度数组的函数。我无法弄清楚如何指定返回类型。结果，每当我调用这样的函数时，我都会遇到段错误。

这是一个最小的工作示例，一个在两个3向量之间取得交叉乘积的例程：

!****************************************************************************************
! Given vectors a and b, c = a x b
function cross_product(a,b)
real(dp) a(3), b(3), cross_product(3)

cross_product = (/a(2)*b(3) - a(3)*b(2), &
                  a(3)*b(1) - a(1)*b(3), &
                  a(1)*b(2) - a(2)*b(1)/)
end function cross_product

这是我的python脚本：

#!/usr/bin/python
from ctypes import byref, cdll, c_double
testlib =  cdll.LoadLibrary('/Users/hart/codes/celib/trunk/libutils.so')
cross = testlib.vector_matrix_utilities_mp_cross_product_

a = (c_double * 3)()
b = (c_double * 3)()
a[0] = c_double(0.0)
a[1] = c_double(1.0)
a[2] = c_double(2.0)
b[0] = c_double(1.0)
b[1] = c_double(3.0)
b[2] = c_double(2.0)

print a,b
cross.restype = c_double * 3
print cross.restype
print cross(byref(a),byref(b))

这是输出：

goku:~/python/ctypes> ./test_example.py 
<__main__.c_double_Array_3 object at 0x10399b710> <__main__.c_double_Array_3 object at 0x10399b7a0>
<class '__main__.c_double_Array_3'>
Segmentation fault: 11
goku:~/python/ctypes>

我尝试了“cross.restype = ...”这一行的不同排列，但我无法弄清楚实际应该去哪里。感谢您阅读此问题。 --Gus

Answer 1

编译器可能会返回指向数组或数组描述符的指针......因此，在混合语言时，除了包装器专门支持Fortran之外，应始终使用bind(C)。并且（毫不奇怪）bind(C)函数不能返回数组。理论上你可以分配数组并将type(c_ptr)返回给它，但是在使用之后如何处理它呢？

所以我的建议是使用子程序。

Answer 2

使用gfortran函数调用有一个隐藏的参数：

>>> from ctypes import *
>>> testlib = CDLL('./libutils.so')
>>> cross = testlib.cross_product_

>>> a = (c_double * 3)(*[0.0, 1.0, 2.0])
>>> b = (c_double * 3)(*[1.0, 3.0, 2.0])
>>> c = (c_double * 3)()
>>> pc = pointer(c)

>>> cross(byref(pc), a, b)
3
>>> c[:]
[-4.0, 2.0, -1.0]

但Vladimir's suggestion使用bind(C)和子程序是更好的方法。

仅供参考，数组成为C函数调用的指针，因此使用byref是多余的。我需要byref和pointer才能为隐藏参数创建double **。

将ctypes调用（在python中）的返回类型指定为返回双精度数组的fortran函数

2 个答案: