C++ 扩展python(四）传递numpy（使用SWIG）

本文主要是介绍C++ 扩展python(四）传递numpy（使用SWIG），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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_doublesx = 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 <math.h>
#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<size;i++){out_array[i] = cos(in_array[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 numpysetup(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 numpysetup(ext_modules=[Extension("_cos_doubles",sources=["cos_doubles.cpp", "cos_doubles_wrap.cxx"],include_dirs=[numpy.get_include()])])

然后运行命令