C++ 扩展python(四）传递numpy（使用SWIG）
前期准备：
numpy.i文件，有些conda下载的numpy库里面自带，而有些没有（比如我的，，），可以去下载numpy.i源码。
我们实现一个cos_doubles模块的cos_double函数来对numpy数组求cos, 并返回他的cos值到一个新的numpy数组中：
测试样例test.py如下：
import numpy as np
import cos_doubles
x = np.arange(0, 2 * np.pi, 0.1)
y = np.empty_like(x)
cos_doubles.cos_doubles_func(x, y)
print(x)
print(y)首先我们先实现cos_doubles 的C版本： cos_doubles.h
void cos_doubles(double * in_array, double * out_array, int size);cos_doubles.c
#include
#include "cos_doubles.h"
/* Compute the cosine of each element in in_array, storing the result in
* out_array. */
void cos_doubles(double * in_array, double * out_array, int size){
int i;
for(i=0;i 然后我们借助swig的接口文件 cos_doubles.i 实现扩展：
/* Example of wrapping a C function that takes a C double array as input using
* numpy typemaps for SWIG. */
%module cos_doubles
%{
/* the resulting C file should be built as a python extension */
#define SWIG_FILE_WITH_INIT
/* Includes the header in the wrapper code */
#include "cos_doubles.h"
%}
/* include the numpy typemaps */
%include "numpy.i"
/* need this for correct module initialization */
%init %{
import_array();
%}
/* typemaps for the two arrays, the second will be modified in-place */
%apply (double* IN_ARRAY1, int DIM1) {(double * in_array, int size_in)}
%apply (double* INPLACE_ARRAY1, int DIM1) {(double * out_array, int size_out)}
/* Wrapper for cos_doubles that massages the types */
%inline %{
/* takes as input two numpy arrays */
void cos_doubles_func(double * in_array, int size_in, double * out_array, int size_out) {
/* calls the original funcion, providing only the size of the first */
cos_doubles(in_array, out_array, size_in);
}
%}...我一开始忘了写import_array后面的;
- 为了使用Numpy类型映射，需要
numpy.i文件。 - 观察
import_array()的调用 - 因为类型映射仅仅支持参数
ARRAY, SIZE我们需要包裹cos_doubles为cos_doubles_func，该函数接受两个数组包含各自大小作为输入。 - 相对于简单SWIG的例子，我们不需要包含
cos_doubles.h头文件，因为我们通过cos_doubles_func暴露这个功能，我们没有其它东西想暴露给Python。
然后通过distutils来包装他，如果在你的numpy库中包含了numpy.i，则需要include_dirs来指定位置。否则你可以把numpy.i放在当前目录下。
from distutils.core import setup, Extension
import numpy
setup(ext_modules=[Extension("_cos_doubles",
sources=["cos_doubles.c", "cos_doubles.i"],
include_dirs=[numpy.get_include()])])之前每次编译都出错，说我没有实现cos_doubels()函数。
后来才发现是因为我把函数写到了cpp文件里面，而上述的setup的方式，只能够实现c的转换，而对于c++的源码，可以采用下述方式：
swig -c++ -python cos_doubles.i可以看到生成了两个文件cos_doubles.py与cos_doubles_wrap.cxx，然后setup.py修改为：
from distutils.core import setup, Extension
import numpy
setup(ext_modules=[Extension("_cos_doubles",
sources=["cos_doubles.cpp", "cos_doubles_wrap.cxx"],
include_dirs=[numpy.get_include()])])然后运行命令
python setup.py build_ext --inplace运行测试代码test.py就可以发现现在cos_module可以正常使用了。
本文借鉴自
https://segmentfault.com/a/1190000000479951
https://blog.csdn.net/ustczhang/article/details/78147215
https://stackoverflow.com/questions/58460470/how-to-use-numpy-i-in-swig
https://stackoverflow.com/questions/51598137/swig-function-that-modifies-its-argument-from-c-to-python/51614104#51614104