C++ 应用程序 (Sci)Python 之间的数据交换

Posted 2023-02-17

【中文标题】C++ 应用程序 (Sci)Python 之间的数据交换

【英文标题】：Data Exchange between C++ Application (Sci)Python

【发布时间】：2012-03-14 10:00:58

【问题描述】：

我正在开发一个用于科学目的的 c++/Qt 软件。虽然 Eigen 库为我提供了许多分析矩阵的操作，但为所有可能的操作串联设计 gui 仍然很痛苦/困难。因此，我也在运行时与 Matlab 交换矩阵。由于 Matlab 不是开源的，而且我大学的学生很难获得，我想用 python 做同样的事情，所以我可以使用例如用于分析的 SciPy。因此我的问题是：如何与 python 交换数据（例如稀疏矩阵），尤其是运行时的 scipy？

请注意，我可能会认为这是错误/复杂的方式，因此我愿意接受其他解决方案来解决我的问题。我尝试使用 PythonQt 最终在 python 中运行我的整个应用程序，但它还不能与 Qt4.8 一起使用，而且要让其他部分可由 python 调用仍然意味着很多工作。我们现在使用的是 QScript，正如预期的那样，它不提供任何数据分析工具。

【问题讨论】：

你能举一两个“交换矩阵”的例子吗？说 cA cB ... 是 C 端的矩阵（什么格式？）， sC sD ... 在 scipy 端，你想要 cA cB -> some scipy func -> sD -> 回到 cD ？

@Denis 没错。我的 c++ 代码会生成一些矩阵，例如std::vector，特征密集和稀疏矩阵，我想在 SciPi 中分析，例如计算条件数，并将一些结果发送回 c++。

也许这取决于您实际使用的 Eigen 库的哪些部分，但是在整个项目中使用 Sage (sagemath.org) 怎么样？

@Masci 看起来像一个有趣的包。然而，我在我的软件中大量使用了半边数据结构和高级 opengl，乍一看，这似乎不是 Sage 的用途。

【参考方案1】：

不是一个答案，而是几个更博学的地方要问：

1) 询问cython mailing list （你知道cython吗？ 将正常的密集 Numpy 数组向下传递给 C 并将它们填充到 C 中很容易； 你可以为你的工作预先分配一个足够大的 Numpy 数组吗？）

2) scikit-learn 加载稀疏数组数据文件 → scipy.sparse 数组。

【讨论】：

感谢您的建议。我会看一看。 （见我上面对 rdchambers 的回复）

【参考方案2】：

Cython（它似乎是 Sage 的一个分支）是一种将 Python 和 C/C++ 粘合在一起的流行方式。在我有限的经验中，它非常优雅和有效。

他们有一个很好的tutorial on working with Numpy arrays（几乎可以肯定你应该如何在 Python 中表示数组）。当然，Numpy/Scipy 提供了许多与 Matlab 相同的数字。

【讨论】：

感谢您的建议。乍一看，这似乎是一种从 python 调用我的 c++ 代码的方法，而我更喜欢在运行时将 python 控制台与我的 c++ 应用程序连接起来。不过，我会更深入地研究 Cython，看看是否能找到解决方案。

"用我的 c++ 连接 python 控制台"：为什么不使用管道，请参阅 subprocess.Popen 和 numpy fromfile / tofile ？或者问一个新问题，例如“python C over 管道”。