Ruby C API - 从 ruby​​ 数组到 C 数组

Question

我将一个数组（矩阵）从 Ruby 传递给一个 C 函数。目前我正在使用以下代码

VALUE matmat_mul(VALUE self, VALUE matrixA, VALUE matrixB)
{
    int rowsA = RARRAY_LEN(matrixA);
    VALUE firstElement = rb_ary_entry(matrixA, 0);
    int colsA = RARRAY_LEN(firstElement);
    int rowsB = RARRAY_LEN(matrixB);
    firstElement = rb_ary_entry(matrixB, 0);
    int colsB = RARRAY_LEN(firstElement);

    int i,j;
    double *matA = (double *)malloc(rowsA * colsA * sizeof(double));
    double *matB = (double *)malloc(rowsB * colsB * sizeof(double));

    VALUE rowA;
    for (i=0; i<rowsA; i++)
    {
        rowA = rb_ary_entry(matrixA, i);
        for (j=0; j<colsA; j++)
        {
            matA[i * colsA + j] = NUM2DBL(rb_ary_entry( rowA, j));
        }
    }

    //  same for matrix B
    ....
    ....

    // Perform operation C = A x B

    VALUE matrixC = rb_ary_new2(rowsC);
    VALUE rowC;
     for (i=0; i<rowsC; i++) {
         rowC = rb_ary_new2(colsC);
         for (j=0; j<colsC; j++) {
              rb_ary_store(rowC, j, DBL2NUM(matC[i * colsC + j]));
         }
         rb_ary_store(matrixC, i, rowC);
     }


return matrixC
}

有没有更好/更快的方法将 Ruby 数组转换为 C 数组，反之亦然？

Answer 1

不，没有更快的方法将 Ruby Array 转换为 C 结构。这是因为 Ruby Array 可以包含任何其他类型的 Ruby 对象的混合，其中许多无法转换为 C double

还有另一个选择 - NArray。这是在 Ruby 中处理数值多维数组的一种非常有效的方法。从 NArray 转换为 C 的过程要少得多，但它是完全不同的做事方式。

其中一些有点复杂。总之 。 . .

在 extconf.rb 中加载 narray.h 库

这个的原始版本来自 fftw3 gem（我已经简化了一点）：

require "mkmf"
require "narray"

narray_dir = File.dirname(Gem.find_files("narray.h").first) rescue $sitearchdir
dir_config('narray', narray_dir, narray_dir)

if ( ! ( have_header("narray.h") && have_header("narray_config.h") ) )
   puts "Header narray.h or narray_config.h is not found."
   exit(-1)
end

create_makefile( 'my_lib_name/my_lib_name' )

将输入 NArray 对象转换为您要使用的数据类型

这是一个可以访问 NArray 的示例实例方法

VALUE example_narray_param( VALUE self, VALUE rv_narray ) {
  // Cast the input to the data type you want - here 32-bit ints
  volatile VALUE new_narray = na_cast_object(rv_narray, NA_LINT);

  // NARRAY is the C struct interface to NArray data
  struct NARRAY *na_items;

  // This macro is NArray's equivalent of NUM2DBL, pointing na_items 
  // at the data
  GetNArray( new_narray, na_items );

  // row now points natively to the data
  int * row = (int*) na_items->ptr;

对于像您的矩阵这样的多维数组，NArray 使用带有乘数偏移的单个指针，类似于您的matA[i * colsA + j] - 详细介绍这将太长，但希望这足以帮助您决定这是否适合您。

我实际上在一些个人项目中经常使用这种方法。它们是 MIT 许可的，因此请随意浏览它们并复制或重用任何内容。这个neural network layer class 可能包含一些有用的参考代码。