Cython：将带有“except”的 Cython 函数转换为类似 C 的函数

Question

我基本上是在尝试包装一个 C 库，并希望使用 Cython 在包装的 C 函数中传递 Python 函数。我正在使用全局变量来存储 Python 函数，在 Cython 包装器中调用它，然后将 Cython 包装器作为 C 函数传递给其他 C 函数。我想在被 Cython 包装器调用时捕获 Python 函数中的错误，因此，我在 Cython 包装器声明的末尾添加了 except? -1。

问题是当我使用 except 关键字传递 Cython 函数时，它无法将其转换为类似 C 的函数。如果我不这样做，我将无法处理 Python 函数中发生的错误（我需要这样做，因为该函数是在循环中调用的）

MRE 如下所示。

# file: mre.pyx

# cython: language_level=3

import numpy as np
cimport numpy as np

_glob_params = None
_glob_func = None

cdef extern from "mre.h":
    double eval_func(double (*func)(double, double *, int))

cdef double _func_wrapper(double x, double *params, int n) except? -1:
    return _glob_func(x, *_glob_params)

def run_func(func, params=(), Py_ssize_t size=100):
    cdef Py_ssize_t i
    cdef np.ndarray[np.float64_t, ndim=1] out = np.empty(size, dtype=np.float64)
    global _glob_func, _glob_params

    _glob_func = func
    _glob_params = params

    for i in range(size):
        out[i] = eval_func(_func_wrapper)

    return out

// file : mre.h

#pragma once

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

double eval_func(double (*func)(double, double *, int)) {
    double res = func(1.0, NULL, 0);
    if ( res < 0. ) {
        fprintf(stderr, "ERROR: func < 0. -> not allowed!\n");
    }
    return res;
}

错误：

Error compiling Cython file:
------------------------------------------------------------
...

    _glob_func = func
    _glob_params = params

    for i in range(size):
        out[i] = eval_func(_func_wrapper)
                          ^
------------------------------------------------------------

mre.pyx:24:27: Cannot assign type 'double (double, double *, int) except? -1.0' to 'double (*)(double, double *, int)'

没有except? -1：

>>> from mre import run_func
>>> run_func(None)
TypeError: 'NoneType' object is not callable
Exception ignored in: 'mre._func_wrapper'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'NoneType' object is not callable
TypeError: 'NoneType' object is not callable
Exception ignored in: 'mre._func_wrapper'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
             ...
             ...
             ...
             ...
TypeError: 'NoneType' object is not callable
array([0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
       0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
       0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
       0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
       0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.,
       0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.])

那么，有没有办法在没有except 的情况下处理 Cython 中的异常？我尝试使用ctypes 包装Python 函数，但在实践中非常慢。

Answer 1

异常在 Python 中的工作方式，一旦处理了异常，就必须更改全局停留，即必须清除错误（例如通过PyErr_Clear()），否则解释器处于不一致状态，可能会发生奇怪的事情。

由于您的 C 代码不了解 Python，因此无法清除错误指示符，因此它必须发生在 Cython 代码中。一种可能性是添加一个额外的包装器：

cdef double wrapper_noraise(double x, double *params, int n):
    try:
        return _func_wrapper(val)
    except:
        return -1.0

现在将 wrapper_noraise 传递给 C 代码。

或者，在您的情况下，您可以直接将_func_wrapper 更改为：

cdef double _func_wrapper(double x, double *params, int n):
    try:
       return _glob_func(x, *_glob_params)
    except:
       return -1.0