Question

我试图了解哪种是最快和最安全方式来访问通过Cython传递给C代码的NumPy数组。我有以下文件：

func.c：

typedef struct {
    int nr;                
    double *my_array;      
} my_struct;

my_struct grid;

void allocate(int n) {
    grid.nr = n;
    grid.my_array = (double*)malloc(grid.nr*sizeof(double));
}

void Cfunc1(double *array) {
    my_array = array;

    //e.g. operation on my_array..
    for (int i=0; i<n; i++) my_array[i] *= 0.1;
}

void Cfunc2(int n, double *array) {
    for (int i=0; i<n; i++) {
        my_array[i] = array[i];

    //e.g. operation on my_array..
    for (int i=0; i<n; i++) my_array[i] *= 0.1;

}

func_wrap.pyx：

cdef extern from "func.h":
    void myfunc1(double *)
    void myfunc2(int, double *) 
    void allocate(int)

def pyfunc1(int n, double[:] array):
    allocate(n)
    Cfunc1(&array[0])

def pyfunc2(int n, double[:] array):
    allocate(n)
    Cfunc2(n, &array[0])

setup.py：

from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
from Cython.Distutils import build_ext
import distutils
setup(cmdclass = {'build_ext': build_ext}, ext_modules = [Extension("func", ["func.c"])])

生成

func.so ：

python setup.py build_ext --inplace

py_func.py：

import numpy
import func

arr = numpy.random.randn(10)
func.pyfunc1(arr)   # or func.pyfunc2(len(arr), arr)

有些问题：

使用Cfunc1()或Cfunc2()会更快吗？
使用Cfunc2意味着数据被复制了？你会使用哪一个？
从理论上讲，我会说Cfunc1不需要先前malloc my_array，而Cfunc2则需要它。相反，这些功能似乎在没有malloc的情况下工作，你能告诉我为什么吗？

非常感谢！

Answer 1

你的问题归结为“当我将数组传递给C代码时，我是否需要复制数组的内容”。答案是不，你不是，但在某些情况下你可能想要。主要是当你想以某种方式修改内容而不破坏原始数组。此外，在某些情况下，在对数据运行计算密集型算法之前，将非可重复数组复制到连续数组可能很有用。话虽如此，您当前的代码假定数据已经是连续的，因此在非连续的情况下，它只会给出错误的结果，复制或不复制。

如果您要对numpy数组使用指针访问，那么您几乎总是希望使用double[::1]而不是double[:]，以便cython插入错误检查步骤以确保数组是连续的。

此外，如果您要将numpy数组的内容复制到其他数据结构（即c数组或malloc内存块）中，则需要声明/分配足够的内存才能执行此操作。在没有看到如何声明和分配my_array的情况下，无法知道代码是如何工作的，但是必须在某处分配内存。

如何访问通过Cython传递的numpy数组

1 个答案: