scipy.integrate.quad ctypes 函数错误“quadpack.error：quad：第一个参数是签名不正确的 ctypes 函数指针”

Question

我正在尝试将scipy.integrate.nquad 与ctypes 函数一起使用。我完全按照Faster integration using Ctypes 上的说明进行操作。

ctypes 集成只需几个简单的步骤即可完成：

1. 用函数签名double f(int n, double args[n]) 在C 中编写一个被积函数，其中args 是一个包含函数f 的参数的数组。

//testlib.c

double f(int n, double args[n])    
{
   return args[0] - args[1] * args[2]; //corresponds to x0 - x1 * x2
}

1. 现在将此文件编译为共享/动态库（快速搜索将对此有所帮助，因为它依赖于操作系统）。用户必须链接使用的任何数学库等。在 Linux 上，这看起来像：

$ gcc -shared -o testlib.so -fPIC testlib.c

输出库将被称为testlib.so，但它可能具有不同的文件扩展名。现在已经创建了一个库，可以使用 ctypes 将其加载到 Python 中。

1. 使用ctypes 将共享库加载到Python 中并设置restypes 和argtypes - 这允许Scipy 解释函数 正确：

>>> import ctypes

>>> from scipy import integrate

>>> lib = ctypes.CDLL('/**/testlib.so') # Use absolute path to testlib

>>> func = lib.f # Assign specific function to name func (for simplicity)

>>> func.restype = ctypes.c_double

>>> func.argtypes = (ctypes.c_int, ctypes.c_double)

请注意，无论参数数量如何，argtypes 将始终为 (ctypes.c_int, ctypes.c_double)，而 restype 将始终为 ctypes.c_double。

4. 现在像往常一样集成库函数，这里使用nquad：

>>> integrate.nquad(func, [[0,10],[-10,0],[-1,1]])

(1000.0, 1.1102230246251565e-11)

但是，在最后一步，我并没有得到积分的结果，而是出现以下错误：

>>> integrate.nquad(func,[[0,1.0],[-2.0,3.0],[1.0,2.0]])

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>

  File "/home/bfn097/apps/scipy/0.13.3_mkl-11.1.2_gcc-4.4.7/lib64/python/scipy/integrate/quadpack.py", line 618, in nquad
      return _NQuad(func, ranges, opts).integrate(*args)

  File "/home/bfn097/apps/scipy/0.13.3_mkl-11.1.2_gcc-4.4.7/lib64/python/scipy/integrate/quadpack.py", line 670, in integrate

    value, abserr = quad(f, low, high, args=args, **opt)

  File "/home/bfn097/apps/scipy/0.13.3_mkl-11.1.2_gcc-4.4.7/lib64/python/scipy/integrate/quadpack.py", line 254, in quad

    retval = _quad(func,a,b,args,full_output,epsabs,epsrel,limit,points)

  File "/home/bfn097/apps/scipy/0.13.3_mkl-11.1.2_gcc-4.4.7/lib64/python/scipy/integrate/quadpack.py", line 319, in _quad

    return _quadpack._qagse(func,a,b,args,full_output,epsabs,epsrel,limit)

  File "/home/bfn097/apps/scipy/0.13.3_mkl-11.1.2_gcc-4.4.7/lib64/python/scipy/integrate/quadpack.py", line 670, in integrate

    value, abserr = quad(f, low, high, args=args, **opt)

  File "/home/bfn097/apps/scipy/0.13.3_mkl-11.1.2_gcc-4.4.7/lib64/python/scipy/integrate/quadpack.py", line 254, in quad

    retval = _quad(func,a,b,args,full_output,epsabs,epsrel,limit,points)

  File "/home/bfn097/apps/scipy/0.13.3_mkl-11.1.2_gcc-4.4.7/lib64/python/scipy/integrate/quadpack.py", line 319, in _quad

    return _quadpack._qagse(func,a,b,args,full_output,epsabs,epsrel,limit)

  File "/home/bfn097/apps/scipy/0.13.3_mkl-11.1.2_gcc-4.4.7/lib64/python/scipy/integrate/quadpack.py", line 670, in integrate

    value, abserr = quad(f, low, high, args=args, **opt)

  File "/home/bfn097/apps/scipy/0.13.3_mkl-11.1.2_gcc-4.4.7/lib64/python/scipy/integrate/quadpack.py", line 254, in quad

    retval = _quad(func,a,b,args,full_output,epsabs,epsrel,limit,points)

  File "/home/bfn097/apps/scipy/0.13.3_mkl-11.1.2_gcc-4.4.7/lib64/python/scipy/integrate/quadpack.py", line 319, in _quad

    return _quadpack._qagse(func,a,b,args,full_output,epsabs,epsrel,limit)

quadpack.error: quad: first argument is a ctypes function pointer with incorrect signature

我正在使用 gcc-4.4.7、python 2.6.6、numpy-1.7.1、scipy-0.13.3

Answer 1

参数的类型应该是：ctypes.POINTER(ctypes.c_double)

但是您是否考虑过使用cffi？除了比ctypes 更快之外，您也不必手写参数内容，只需复制C 声明并让cffi 解析它们。