通过 swig 将 2d 数组从 numpy 传递到 c++ 不能使用 float**答案

【问题标题】：passing 2d array from numpy to c++ via swig can't use float**通过 swig 将 2d 数组从 numpy 传递到 c++ 不能使用 float**
【发布时间】：2011-01-11 17:57:38
【问题描述】：

我正在探索用 SWIG 包装 c++ 类并从 numpy 传递数据

我可以使用以下类型映射成功传入一维数组

(float*, IN_ARRAY1, int DIM1)

数组的大小在编译时是未知的，所以我不能使用类型映射

(float, IN_ARRAY2[DIM1][DIM2])

numpy.i 帮助建议使用

(float*, IN_ARRAY2, int DIM1, int DIM2)

然而我的 c++ 类期望 - 一个指向浮点指针的指针

void Initialise(float** buffer, long dim1, long dim2)

要使用 float* IN_ARRAY2 类型映射，我需要交错我的两个维度吗？我希望不是，有没有人成功地做到了这一点，你是怎么做的。

【问题讨论】：

标签： c++ numpy swig

【解决方案1】：

您似乎无法将 float** 传递给 numpy C API，因为它们不是先验兼容的内存表示。

在 numpy 中，数组中的数据必须位于一个连续的内存区域中（可能有空洞，但它们必须位于一个块中，例如 malloc 分配的）：

data -> | - | - | - | ..... | - | # this is allocated in one block
         a0  a1  a2          an

使用浮点数**时，您的内存模型很可能是：

float** a;
int n = 10, m = 20; // n,m matrix

a = malloc(sizeof(*a) * n) // ten rows
for (int i=0; i < n; ++i) {
    a[i] = malloc(sizeof(*a[i]) * m); // one row of 29 items
}

也就是说，内存方面：

a -> | a[0] | -> | a[0][0] | a[0][1] | a[0][2] | 
     | a[1] | -> | a[1][0] | ....

这实际上几乎总是一种不好的数值计算格式，因为你不能在一个块中传递数据（对内存局部性不好，等等......），几乎每个值得盐分的数值库都使用这种格式。参见例如this 解释一下。

尽管如此，假设你不能修改你的代码，你可以很容易地将单块格式转换为 float** 格式而无需复制（相反是不可能的）：

void convert(float *in, int n, int m, float ***out)
{
    float **data;
    int i;

    data = malloc(sizeof(*data) * n);
    for(i = 0; i < n; ++i) {
            data[i] = in + i * m:
    }       

    *out = data;
}

你这样称呼这个函数

float **a;
convert((float*)numpy_data, n, m, &a);

Initialise(a, n, m);

实际上最好不要从 API POV 中分配函数，这只是为了让您了解在两种格式之间进行转换。

【讨论】：

你不需要多次调用 malloc 来创建float**。只需初始化float* 的数组，使其指向二维数组中的每一行。
@Ben：我没有说它是强制性的，但是根据我的经验，很多人在使用 float** 时都会这样做，并且是一个数据示例，如果不先复制就绝对不能传递给 numpy .但是，转换函数完全使用您的建议（因为另一种方式也是可能的）
您是否只是为convert 显示了错误的代码？您的回答说“不复制”，但代码无论如何都会复制。
@Ben：你当然是对的，转换功能不是我说的那样。我修复了代码以符合描述。

【解决方案2】：

无论如何，如果您将数组作为参数传递，则将指针传递给数组的第一个元素。而且您必须知道使用它的数组维度。

【讨论】：