Cython：“无法转换Python对象”错误

Question

我正在尝试从Python调用带有数组参数的C函数的测试项目：

test.cpp ：

void testFn(int arr[]);

void testFn(int arr[])
{
    arr[0] = 1;
    arr[1] = 2;
}

caller.pyx ：

import ctypes

cdef extern from "test.cpp":
    void testFn(int arr[])

def myTest():
    a = [0, 0]
    arr = a.ctypes.data_as(ctypes.POINTER(ctypes.c_integer))
    testFn(arr)
    print(arr)

setup.caller.py ：

from distutils.core import setup
from distutils.extension import Extension
from Cython.Distutils import build_ext

sourcefiles = ['caller.pyx']
ext_modules = [Extension("caller", sourcefiles)]

setup(
    name = 'test app',
    cmdclass = {'build_ext': build_ext},
    ext_modules = ext_modules
)

但是，当我尝试构建项目时，出现错误：

$ python setup.caller.py build_ext --inplace
running build_ext
cythoning caller.pyx to caller.c

Error compiling Cython file:
------------------------------------------------------------
...
def myTest():
    a = [0, 0]
    arr = a.ctypes.data_as(ctypes.POINTER(ctypes.c_integer))
    testFn(arr)
          ^
------------------------------------------------------------

caller.pyx:13:11: Cannot convert Python object to 'int *'

Answer 1

这个问题经常出现，但是我找不到一个很好的重复目标，这超出了“只要这样做就行”的范围。

这是一种非常常见的情况：您尝试将一些python数据结构传递给需要指针的c代码int *, double *,...。但是，指针不是python对象，因此我们无法将它们从python代码传递到python代码。

用Cython可以自动处理转换到int，double，float等等，甚至char *（它是一个空终止的c-字符串）和一些STL-
容器
，而不是指针（char *作为一个例外）。

有两种最常见的情况：

1. python数据的内部表示形式已经是一个c数组（array.array，numpy-arrays）。
2. 内部表示形式不是连续数组（例如list）

1.通过内存视图传递：

在python中，我们无法以某种方式获取指针，因此必须在cython中完成。将array.arrayor或numpy.array（或任何其他支持buffer-
protocol的
python对象ctypes.Array，例如，参见此SO-
question
）传递给cython函数的首选是内存视图：

def myTest(int[:] arr):
    testFn(&arr[0])

现在从python调用它：

>>> import array
>>> a=array.array('i', [0]*2)
>>> import caller
>>> caller.myTest(a)
>>> a
array('i', [1, 2]) #it worked

以下重要

1. int[:]是python对象（类型化的内存视图），因此可以将其传递给python函数（def或cpdef）。
2. &arr[0]用于获取内存视图的缓冲区的地址。其结果是类型int *。
3. 该函数的调用是“类型安全的”，您不能例如array.array('I', [0]*2)将其传递给它，因为它不是int-memory-view，而是unsigned int-memory-view。

2.传递非连续内存（例如列表）：

list与Co.合作的还有更多工作：信息没有存储在普通的c数组中，因此我们需要先将其复制到连续内存中，将此temp变量传递给我们的c代码，然后将结果复制回列表中，即cython函数可能如下所示

import array
def myTest2(lst):
    tmp=array.array('i', lst)
    myTest(tmp)
    lst.clear()
    lst.extend(tmp)

现在，在重新加载caller模块后：

>>> lst=[0,0]
>>> caller.myTest2(lst)
[1, 2]

因此，可以将列表的内容传递给c函数，但是基本上您想使用它，array.array或者numpy.array如果需要使用c代码进行数据交换。