Question

如何有效地将cython中的malloc数组指针（或numpy数组指针）返回到python3。

只要我不返回数组指针

，cython代码就能完美运行

我想：

def double complex* randn_zig(int n):
  ...
  r = malloc(n*n*sizeof(double complex))
  ...
  return r

c11（gcc 11）等价物是：

double complex* randn_zig(int n){

    r = malloc(n*n*sizeof(double complex))

    return r
}

我试过了 <double complex*> randn_zig(int n):

和randn_zig(<double complex*> r, int n):

到目前为止，其他排列并没有成功。 c和cython代码版本的速度是Numby / pylab randn版本的5倍，如果我能找到一种方法来返回指向大型10 ^ 6到10 ^ 10双复数组的指针。

Answer 1

Numpy C API

您的问题与this post类似。

您可以使用以下函数将C指针传递给Numpy数组。当Numpy阵列被回收时，内存将自动释放。如果你想要指针释放指针，你不应该设置NPY_OWNDATA标志。

import numpy as np
cimport numpy as np

cdef pointer_to_numpy_array_complex128(void * ptr, np.npy_intp size):
    '''Convert c pointer to numpy array.
    The memory will be freed as soon as the ndarray is deallocated.
    '''
    cdef extern from "numpy/arrayobject.h":
        void PyArray_ENABLEFLAGS(np.ndarray arr, int flags)
    cdef np.ndarray[np.complex128, ndim=1] arr = \
            np.PyArray_SimpleNewFromData(1, &size, np.NPY_COMPLEX128, ptr)
    PyArray_ENABLEFLAGS(arr, np.NPY_OWNDATA)
    return arr

供参考：

Cython Typed Memoryviews

当然，您也可以使用cython memoryview。

import numpy as np
cimport numpy as np

cdef np.complex128_t[:,:] view = <np.complex128_t[:n,:n]> c_pointer
numpy_arr = np.asarray(view)

上面的代码会将C指针传递给numpy数组。但是这会自动不自由存储，你必须自己释放内存，否则会导致内存泄漏！

Answer 2

我认为最好的方法是将通过NumPy在Python中创建的现有数组的指针传递给Cython，否则您似乎必须将malloc创建的数组的内容复制到另一个数组，如演示在这个玩具示例中：

import numpy as np
cimport numpy as np

from libc.stdlib cimport malloc, free

def main():
  cdef int i, n=40
  cdef double complex *r
  cdef np.ndarray[np.complex128_t, ndim=1] a
  a = np.zeros(n*n, dtype=np.complex128)
  r = <double complex *>malloc(n*n*sizeof(double complex))
  for i in range(n*n):
      r[i] = 1.
  for i in range(n*n):
      a[i] = r[i]
  free(r)
  return a

Answer 3

对于使用C-11标准的gcc 5+（gcc -std = gnu11 ...），多维malloc和calloc数组的语法发生了重大变化。

一个main（）过程，用于为n = 1024创建一个2-D，双重复杂的calloc数组r [n] [n]：

(SELECT DISTINCT * FROM log_archive) AS distinct_Log INNER JOIN...

使用指向此calloc数组r [n] [n]的指针的高斯随机数生成器randn_box_muller（）的示例是：

long n = 1024;
complex double (*r)[n] = calloc(n, sizeof *r);

这个相对较新的calloc分配语法有点奇怪。它适用于1,2和甚至n维的calloc和malloc数组。希望这也可以与Python3一起使用。我希望很快就能测试一下。

c malloc数组指针在cython中返回

3 个答案:

Numpy C API

Cython Typed Memoryviews