Question

C函数（以下代码中的POINTER(c_ubyte)变量）返回指向image_data类型缓冲区的指针。我希望这些数据由Python管理，所以我想将其复制到bytearray。这是函数调用

image_data = stb_image.stbi_load(filename_cstr, byref(width),
                                 byref(height), byref(num_channels), 
                                 c_int(expected_num_channels))

我们只能在通话结束后了解图片的width和height，因此无法预先分配bytearray。

我会用

 array_type = c.c_ubyte * (num_channels.value * width.value * height.value)

 image_data_bytearray = bytearray(cast(image_data, array_type))

但cast的类型必须是指针，而不是数组，所以我得到一个错误。

TypeError: cast() argument 2 must be a pointer type, not c_ubyte_Array_262144

我该怎么办？

Answer 1

好的，阅读评论中链接的问题的答案（谢谢，@＆＃34; John Zwinck＆＃34;和@＆＃34; eryksun＆＃34;），有两种存储数据的方式，在bytearray或numpy.array中。在所有这些摘录中，image_data的类型为POINTER(c_ubyte)，我们将array_type定义为 -

array_type = c_ubyte * num_channels * width * height

我们可以先创建一个bytearray，然后循环并设置字节

arr_bytes = bytearray(array_size)
for i in range(array_size):
    arr_bytes[i] = image_data[i]

或者更好的方法是使用from_address创建C数组实例，然后用它初始化bytearray -

image_data_carray = array_type.from_address(addressof(image_data.contents))

# Copy into bytearray
image_data_bytearray = bytearray(image_data_carray)

在编写图像时（没有提出这个问题，只是为了完整性而共享），我们可以像这样获得指向bytearray数据的指针并将其提供给stbi_write_png

image_data_carray = array_type.from_buffer(image_data_bytearray)
image_data = cast(image_data_carray, POINTER(c_ubyte))

基于numpy的方式是在链接问题

中回答的

address = addressof(image_data.contents)
image_data_ptr = np.ctypeslib.as_array(array_type.from_address(address))

但是这仅仅指向C函数返回的内存，不会复制到Python管理的数组对象中。我们可以通过创建一个numpy数组来复制

image_data = np.array(image_data_ptr)

确认我在那里做了assert all(arr_np == arr_bytes)。 arr_np.dtype是uint8。

在写入图像时，我们可以获得指向numpy数组的数据，如下所示

image_data = image_data_numpy.ctypes.data_as(POINTER(c_ubyte))

Answer 2

您的变量array_type甚至不应该被调用，因为它实际上不是初始化的C数组，也不是任何类型的类型，而是为执行数组初始化而准备的Python对象。那么，也不应该调用初始化数组。：d

你应该做的相当于：

unsigned char array[channels*width*height];

C中的

然后，数组是指向N *类型的unsigned char的指针，指向数组的第一个字节。（索引0） cast（）应该获得一个指针来查看数据的类型。这样做：

array = (c.c_ubyte*(channels*width*height))()

应该做的伎俩。但是你不需要额外分配的内存。因此，您可以按照评论中的建议创建指针。

但我建议您使用：

image_data = bytearray(c.string_at(image_data))

它应该可以工作，当然，假设返回的图像为空终止。嗯，这也意味着使用签名的字符，但它不一定是。如果您编写了C部分，只需在内存中分配一个额外的字节，该内存将包含一个声明/强制转换为包含无符号字符的图像，并将最后一项设置为0。然后让算法像以前一样工作。如果你没有null终止它，你仍然会得到整个图像与string_at（），但会有3个字节或更多的内存泄漏。非常不受欢迎。

我在C模块中使用这个技巧进行颜色空间转换。它的工作速度非常快，因为没有循环，没有任何额外的东西。 string_at（）只是拉入缓冲区并在其周围创建Python字符串包装器。然后你可以使用numpy.fromstring（...）或array.array（“B”，image_data）或使用上面的bytearray（）等。

否则，我刚才看到了你的回答。你也可以像你写的那样做，但我认为我的肮脏技巧更好（如果你可以更改C代码）。

P.S。哎呦！我刚刚在 doc 字符串中看到string_at（）可以有一个可选的参数大小。也许使用它将完全忽略终止，并且不会有任何泄漏。我现在问自己为什么我没有在我的项目中使用它，但是因为空终止而搞砸了。也许出于懒惰。使用大小不应该要求对C代码进行任何修改。所以它会是：

image_data = bytearray(c.string_at(image_data, channels*width*height))

Python`ctypes` - 如何将C函数返回的缓冲区复制到bytearray

2 个答案: