C++ 2D 向量到 2D pybind11 数组

Question

我对 C++ 还很陌生，并且在 pybind 上苦苦挣扎。我根本不知道如何说服 pybind 将 2D 矢量从 C++ 转换为 python 可读格式。

这就是我想到的代码：

py::array_t<float> to_matrix(std::vector<std::vector<float>> &vals)
{
    int N = vals.size();
    int M = 6;
    py::array_t<float>({N, M}) arr;
    for (int i = 0; (i < N); i++)
    {
        for (int j = 0; (j < M); j++)
        {
            arr[i][j] = vals[i][j];
        };
    };
    return arr;
};

C++ 的输入是一个包含 N 行 6 列的向量，只是一个很长的数据点列表。理想情况下，我希望将输出作为 numpy 数组，但任何 python 数据结构都可以（例如，列表列表）。

文档使它听起来很简单，但我无法弄清楚。我做错了什么？

提前感谢您的帮助。

Answer 1

这里发生了一些事情，但让我们从一个最小的示例开始。以下函数将从硬编码的std::vector<std::vector<float>> 创建一个二维数组

py::array_t<float> to_matrix()
{
    std::vector<std::vector<float>> vals = {
        {1, 2, 3, 4, 5},
        {6, 7, 8, 9, 10},
        {11, 12, 13, 14, 15}
    };

    size_t N = vals.size();
    size_t M = vals[0].size();

    py::array_t<float, py::array::c_style> arr({N, M});

    auto ra = arr.mutable_unchecked();

    for (size_t i = 0; i < N; i++)
    {
        for (size_t j = 0; j < M; j++)
        {
            ra(i, j) = vals[i][j];
        };
    };

    return arr;
};

PYBIND11_MODULE(foo, m)
{
    m.def("to_matrix", &to_matrix);
}

需要注意两点，首先数组形状是数组的构造函数参数。其次是使用mutable_unchecked 获取可用于进行分配的代理对象。

在您的情况下，向量的向量将来自 C++ 代码中的其他地方。

但请注意，pybind11 还提供了用于包装容器的样板，例如 std::vector。这些在标题pybind11/stl_bind.h 中可用，并允许您执行此操作

std::vector<std::vector<float>> make_vector()
{
    std::vector<std::vector<float>> vals = {
        {1, 2, 3, 4, 5},
        {6, 7, 8, 9, 10},
        {11, 12, 13, 14, 15}
    };

    return vals;

}

PYBIND11_MODULE(foo, m)
{
    py::bind_vector<std::vector<std::vector<float>>>(m, "FloatVector2D");
    m.def("make_vector", &make_vector);
}

虽然这样的对象不会完全等同于 numpy 数组（没有 shape 属性等）