如何使c ++将二维数组返回给python

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何使c ++将二维数组返回给python

【英文标题】：How to make c++ return 2d array to python

【发布时间】：2017-03-25 07:46:45

【问题描述】：

我找到了一个example，它展示了如何将一维数组从 c++ 返回到 python。现在我希望将一个二维数组从 c++ 返回到 python。 我模仿示例中显示的代码，我的代码如下：

文件a.cpp：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

extern "C" int* ls1()
    int *ls = new int[3];
    for (int i = 0; i < 3; ++i)
    
        ls[i] = i;
    
    return ls;

extern "C" int** ls2()
    int** information = new int*[3];
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < 3; ++i)
    
        information[i] = new int[3];
    
    for(int k=0;k<3;k++)
        for(int j=0;j<3;j++)
            information[k][j] = count++;
    
    return information;

文件b.py：

import ctypes
from numpy.ctypeslib import ndpointer

lib = ctypes.CDLL('./library.so')
lib.ls1.restype = ndpointer(dtype=ctypes.c_int, shape=(3,))
res = lib.ls1()
print 'res of ls1:'
print res

lib.ls2.restype = ndpointer(dtype=ctypes.c_int, shape=(3,3))
res = lib.ls2()
print 'res of ls2:'
print res

我运行以下命令：

g++ -c -fPIC *.cpp -o function.o
g++ -shared -Wl,-soname,library.so -o library.so function.o
python b.py

然后我得到以下打印：

res of ls1:
[0 1 2]
res of ls2:
[[32370416        0 35329168]
 [       0 35329200        0]
 [     481        0 34748352]]

看来我成功地返回了一维数组，就像example 中显示的一样。但我无法返回二维数组。我怎样才能让它工作？ 谢谢大家帮助我！！！

【问题讨论】：

我不确定，但是如何将整个矩阵分配在一个块中，例如new int [9]

@Jonas 是的。这似乎是一个可行的解决方案。非常感谢你。但我也希望看到直接传递二维数组的解决方案。还是谢谢你。

【参考方案1】：

您分配的数组不正确。

int* 可能指向一维attay 的开始。

int** 从不 指向二维数组的开头。它可能指向一维指针数组的开始，每个指针又指向一维数组的开始。这是一个合法的数据结构，但它不同于二维数组，并且不兼容 Python 的

ndpointer(dtype=ctypes.c_int, shape=(3,3))

要返回一个真正的二维数组，您可以这样做：

typedef int a3[3];
a3 array[3] = new a3[3];
// no more allocations
for(int k=0;k<3;k++) ...

请注意，在 C++ 中的二维数组中，除了一个之外，所有维度都是固定的。

如果你想返回 Python 可以解释为 2D 数组的 一些东西，你可以返回一个 1D 数组：

int* array = new int[9];
// initialize it

Python 将它用作 3x3 矩阵就好了。这允许您改变所有数组维度：C++ 永远不知道它是一个二维数组，您只需将所有维度相乘。

如果你出于某种原因确实需要一个指针数组（不推荐），你需要在 Python 端使用类似这样的东西：

int3type = ndpointer(dtype=ctypes.c_int, shape=(3,))
lib.ls2.restype = ndpointer(dtype=int3type, shape=(3,))

（我不是 ctypes 专家，所以请谨慎对待）。

最后，考虑使用boost::python。有了它，您可以在 C++ 端正常使用std::vector，而无需求助于低级黑客。