如何访问通过用Cython

Question

通过numpy的阵列我想了解这是访问与NumPy阵列通过用Cython传递给C代码最快和最安全的方式。 我有以下文件：

func.c：

typedef struct { 
    int nr;     
    double *my_array;  
} my_struct; 

my_struct grid; 

void allocate(int n) { 
    grid.nr = n; 
    grid.my_array = (double*)malloc(grid.nr*sizeof(double)); 
} 

void Cfunc1(double *array) { 
    my_array = array; 

    //e.g. operation on my_array.. 
    for (int i=0; i<n; i++) my_array[i] *= 0.1; 
} 

void Cfunc2(int n, double *array) { 
    for (int i=0; i<n; i++) { 
     my_array[i] = array[i]; 

    //e.g. operation on my_array.. 
    for (int i=0; i<n; i++) my_array[i] *= 0.1; 

} 

func_wrap.pyx：

cdef extern from "func.h": 
    void myfunc1(double *) 
    void myfunc2(int, double *) 
    void allocate(int) 

def pyfunc1(int n, double[:] array): 
    allocate(n) 
    Cfunc1(&array[0]) 

def pyfunc2(int n, double[:] array): 
    allocate(n) 
    Cfunc2(n, &array[0]) 

setup.py：

from distutils.core import setup 
from distutils.extension import Extension 
from Cython.Distutils import build_ext 
import distutils 
setup(cmdclass = {'build_ext': build_ext}, ext_modules = [Extension("func", ["func.c"])]) 

func.so生产用：

python setup.py build_ext --inplace 

py_func.py：

import numpy 
import func 

arr = numpy.random.randn(10) 
func.pyfunc1(arr) # or func.pyfunc2(len(arr), arr) 

一些问题：

1. 它是更快地使用Cfunc1()或Cfunc2()？

2. 使用Cfunc2意味着数据被复制？你会用哪一个？

3. 从理论上说，我会说，Cfunc1不需要的my_array以前malloc，而Cfunc2应该需要它。相反，这两个功能似乎没有malloc，你能告诉我为什么吗？

非常感谢！

Answer 1

你的问题归结为“当我将数组传递给C代码时，是否需要复制数组的内容”。答案是否定的，但在某些情况下你可能会想。主要是当你想修改内容时不会中断原始数组。在某些情况下，在对数据运行计算密集型算法之前，将非连续阵列复制到连续阵列可能会很有用。这就是说，你当前的代码假设数据已经是连续的，所以在非连续的情况下，它只会给出错误的结果，复制或不复制。

如果你要使用指针访问numpy数组，你几乎总是想使用double[::1]而不是double[:]，这样cython就会插入一个错误检查步骤来确保数组是连续的。

此外，如果您要将numpy数组的内容复制到其他数据结构（即c数组或malloc内存块），您需要声明/分配足够的内存才能完成此操作。没有看到my_array是如何声明和分配的，没有办法知道你的代码是如何工作的，但是内存必须被分配到某个地方。