Python中的C指针算法答案

【问题标题】：C Pointer arithmetic in PythonPython中的C指针算法
【发布时间】：2011-07-31 06:10:19
【问题描述】：

我正在尝试将一个简单的 C 程序转换为 Python，但由于我对 C 和一点 Python 一无所知，这对我来说很难..

我被 C 指针卡住了。

有一个函数接受一个 unsigned long int 指针并将其值添加到 while 循环内的一些变量中：

uint32_t somename(const uint32_t *z) {
    while(....) {
        a += z[0]
        b += z[1]
        c += z[2]
        z += 3
    }
}

谁能告诉我如何在 python 中完成同样的事情？（完全看不懂的部分是“z += 3”）

我知道 python 中没有指针。（至少不像 C）但问题是我不知道 C 指针究竟做了什么，因此不能在 python 中实现。

【问题讨论】：

.... 也很重要。
客户端通过将地址（指针）传递给 z 的第一个元素来调用该函数。 z+=3 移动到 z[0]、z[1]、z[2] 和 z[3]。
另外，z= z[3:] 可以被认为是远程等效的，除了它需要更多的时间，移动内存并且以后没有与z-= 3 等效的事实（缺少的元素不是没有了）。

标签： python c arrays math pointers

【解决方案1】：

Python 中类似的代码 sn-p 可能是：

def somename(z):
    i = 0
    while (....):
        a += z[i]
        b += z[i+1]
        c += z[i+2]
        i += 3

在 C 中，z 有点像数组索引，除了它从数组的起始地址开始，而不是从 0 开始。Python 中没有类似的概念，所以你需要显式使用列表索引。

(....) 中的任何内容也需要修改。我将把它作为练习留给你，因为它在问题中未指定。

【讨论】：

【解决方案2】：

z += 3 的意思基本上是将指针向下推进 3 个元素。假设您有一个指向 C 中名为 lst 的数组的指针，其中包含 [1, 2, 3, 4]。指针lst 指向第一个元素，使得*lst 等价于lst[0]。此外，*(lst+1) 等价于lst[1]。

【讨论】：

【解决方案3】：

假设 z 作为列表传递（在相应的 python 代码中）。 z += 3 可以转换为 del z[:3]，它将元素 3 移动到 0。但是在 python 中，你需要先复制数组，因为使用 del 语句，数组会被修改。

在 C 中，您可以通过负索引访问指向索引之前的元素。这可以通过嵌套在类中的“不可见”偏移来完成。当列表被访问时，这个偏移量总是被添加到索引上。下面的类演示了这种行为。

class pointer_like:
    def __init__(self, lst):
        self.lst = lst; self.offset = 0

    # self[index]
    def __getitem__(self, index):
        return self.lst[self.offset + index]

    # self += offset
    def __iadd__(self, offset):
        self.offset += offset

    # other member functions...

# as your example above
def somename(z):
    z = pointer_like(z)
    while (....):
        a += z[0]
        b += z[1]
        c += z[2]
        z += 3

>>> # other example
>>> z = pointer_like([0, 1, 2, 3, 4, 5])
>>> z[0]
0
>>> z += 3
>>> z[0]
3
>>>
>>> # with normal python lists, this would mean third last element
>>> z[-3]
0
>>> z += -5
>>> z[2]
0
>>>
>>> # this is special, because z.offset is negative (-2),
>>> # when a list item is accessed through a negative index,
>>> # it is counted from the end of the array in python.
>>> # In this case, it is -2, so the second last is accessed
>>> # In C this would cause undefined behavor, on most
>>> # platforms this causes an access violation
>>> z[0]
4

请注意，pyhon 也有一个+= 运算符用于列表，但这允许在末尾附加另一个列表。

【讨论】：