数组、结构体和 Pyrex

日期2007-11-18(最后修改),2006-01-06(创建)

注意:此条目最后更新于 2007-11-18,可能包含截至 2013 年不再相关的的信息。

概述

Pyrex 是一种用于编写 Python C 扩展的语言。其语法与编写 Python 非常相似。一个文件被编译成一个文件,然后像标准的 Python C 扩展模块一样进行编译。许多人发现使用 Pyrex 编写扩展模块比用 C 编写或使用其他工具(如 SWIG)更可取。

请参阅 http://numeric.scipy.org/ 以了解接口的说明。以下软件包支持该接口

 !NumPy (所有版本) Numeric (>=24.2) * numarray (>=1.5.0)

共享由基于 Pyrex 的扩展分配的内存数据

这是一个 Pyrex 文件,展示了如何使用数组接口导出其数据。这允许各种 Python 类型查看数据,而无需实际复制数据本身。

在 [ ]
cdef extern from "Python.h":
    ctypedef int Py_intptr_t
    void Py_INCREF(object)
    void Py_DECREF(object)
    object PyCObject_FromVoidPtrAndDesc( void* cobj, void* desc, void (*destr)(void *, void *))

cdef extern from "stdlib.h":
    ctypedef int size_t
    ctypedef long intptr_t
    void *malloc(size_t size)
    void free(void* ptr)

# for PyArrayInterface:
CONTIGUOUS=0x01
FORTRAN=0x02
ALIGNED=0x100
NOTSWAPPED=0x200
WRITEABLE=0x400

ctypedef struct PyArrayInterface:
    int version          # contains the integer 2 as a sanity check
    int nd               # number of dimensions
    char typekind        # kind in array --- character code of typestr
    int itemsize         # size of each element
    int flags            # flags indicating how the data should be interpreted
    Py_intptr_t *shape   # A length-nd array of shape information
    Py_intptr_t *strides # A length-nd array of stride information
    void *data           # A pointer to the first element of the array

cdef void free_array_interface( void* ptr, void *arr ):
    cdef PyArrayInterface* inter

    inter = <PyArrayInterface*>ptr
    arrpy = <object>arr
    Py_DECREF( arrpy )
    free(inter)

ctypedef unsigned char fi
ctypedef fi* fiptr
cdef class Unsigned8Buf:
    cdef fiptr data
    cdef Py_intptr_t shape[2]
    cdef Py_intptr_t strides[2]

    def __init__(self, int width, int height):
        cdef int bufsize
        bufsize = width*height*sizeof(fi)
        self.data=<fiptr>malloc( bufsize )
        if self.data==NULL: raise MemoryError("Error allocating memory")
        self.strides[0]=width
        self.strides[1]=1 # 1 byte per element

        self.shape[0]=height
        self.shape[1]=width

    def __dealloc__(self):
            free(self.data)

    property __array_struct__:
        def __get__(self):
            cdef PyArrayInterface* inter

            cdef Py_intptr_t *newshape   # A length-nd array of shape information
            cdef Py_intptr_t *newstrides # A length-nd array of stride information
            cdef int nd

            nd = 2

            inter = <PyArrayInterface*>malloc( sizeof( PyArrayInterface ) )
            if inter is NULL:
                raise MemoryError()

            inter.version = 2
            inter.nd = nd
            inter.typekind = 'u'[0] # unsigned int
            inter.itemsize = 1
            inter.flags = NOTSWAPPED | ALIGNED | WRITEABLE
            inter.strides = self.strides
            inter.shape = self.shape
            inter.data = self.data
            Py_INCREF(self)
            obj = PyCObject_FromVoidPtrAndDesc( <void*>inter, <void*>self, free_array_interface)
            return obj

使用在其他地方分配的内存与基于 Pyrex 的扩展

一个例子是 _cam_iface_shm.pyx 中的 get_data_copy() 函数,该函数位于 motmot 相机实用程序 软件中。在这个使用示例中,图像从共享内存复制到一个外部分配的缓冲区,该缓冲区支持 {{{array_struct}}} 接口。(共享内存部分只在 Linux 上测试过,但其他部分应该在任何地方都能工作。)

另请参阅

  • ["Cookbook/Pyrex_and_NumPy"]

章节作者:AndrewStraw、DavidLinke、Unknown[25]