在我先前问题的this答案的基础上,我想制作一个memoryviews数组。

问题1

用固定的长度构建2D内存视图数组,例如

mv1 = memoryview(b'1234')
mv2 = memoryview(b'abcd')
cdef const unsigned char[:,:] tmv = (mv1, mv2)


有了这个我得到:

TypeError: a bytes-like object is required, not 'tuple'


我尝试使用C指针数组:

ctypedef const unsigned char[:] k_t
cdef unsigned char* mva[2]
mv1 = memoryview(b'1234')
mv2 = memoryview(b'abcd')
cdef k_t mvk1 = mv1
cdef k_t mvk2 = mv2
mva = (&mvk1, &mvk2)


但这也不起作用:

Cannot take address of memoryview slice


问题2

构建一个任意长的3D数组,基本上是上述2D数组对象的列表。 This其他类似问题的答案和Cython docs有关分配内存的信息使我更加接近(我相信我应该使用malloc和指针,如果不需要的话,我不想介绍C ++),但我仍然卡在问题#1。欢迎任何建议!



编辑(问题1):即使在混合中抛出Cython数组也会给我同样的错误:

from cython cimport view
mv1 = memoryview(b'1234')
mv2 = memoryview(b'abcd')
cvarr = view.array(shape=(2,1), itemsize=sizeof(char), format='B')
cvarr = (mv1, mv2)
print(cvarr[0][1])
# So far so good... this prints `50` as expected.
cdef const unsigned char[:,:] cvw = cvarr
# Adding this last line throws `a bytes-like object is required, not 'tuple'`


现在我真的很困惑。为什么元组对Cython数组有益,但对memview不利?

最佳答案

注意:甚至还没有一个完整的解决方案(至少目前是这样!)

我同意@DavidW的观点,如果一个连续的cython类型的memoryview拥有所有数据,并且将数据从python memoryview复制到其中,则可能会更好。这是正确的,特别是如果您计划只创建一次大型cython类型的memoryview,但计划对其进行多次迭代。

但是,您可以使用PyMemoryView_GET_BUFFER获取属于该memoryview的基础缓冲区,从而获得指向python memoryview内容的指针。然后,您可以将数据memcpy放入更大的数据结构中(以加快复制速度),也可以仅跟踪指针数组,每个元素都指向memoryview的数据(在迭代过程中速度较慢,因为您可能会从memoryview缓冲区指针跳转到memoryview缓冲区指针)。

这是一种获取指向python memoryview对象的基础数据的指针的方法。在cython github的cpython folder中,没有提到PyMemoryView,因此我不得不手动包装它:

from cpython.object cimport PyObject

cdef extern from "Python.h":
     Py_buffer* PyMemoryView_GET_BUFFER(PyObject *mview)

cdef object mv1 = memoryview(b'1234')
cdef Py_buffer* buf = PyMemoryView_GET_BUFFER(<PyObject*>mv1)
cdef char* buf_ptr = <char*>buf.buf
print(buf_ptr)#prints b'1234'




更新1:

无法100%确定3D阵列结构应该是什么样子,所以我只是考虑2D情况。既然您说过不想引入C ++,我创建了这种array_t数据类型,其行为类似于矢量(很好,是指向一堆void*的指针)。很多丑陋的样板,但是在这里:

from cpython.object cimport PyObject
from libc.stdlib cimport malloc, calloc, realloc, free
from libc.string cimport memcpy, memmove

cdef extern from "Python.h":
    Py_buffer* PyMemoryView_GET_BUFFER(PyObject *mview)

cdef char* get_view_ptr(object view):
    cdef Py_buffer* py_buf = PyMemoryView_GET_BUFFER(<PyObject*>view)
    cdef char* ptr = <char*>py_buf.buf
    return ptr

ctypedef struct array_t:
    void** data
    int max_items
    int num_items

cdef void array_init(array_t* array):
    array.data = NULL
    array.max_items = 0
    array.num_items = 0

cdef void array_add(array_t* array, void* item):
    if array.max_items == 0:
        array.max_items = 10
        array.num_items = 0
        array.data = <void**>calloc(array.max_items, sizeof(void*))
    if array.max_items == array.num_items:
        array.max_items *= 2
        array.data = <void**>realloc(array.data, array.max_items * sizeof(void*))
    array.data[array.num_items] = item
    array.num_items += 1

cdef void array_set(array_t* array, int index, void *item):
    if index < 0 or index >= array.max_items:
        return
    array.data[index] = item

cdef void* array_get(array_t* array, int index):
    if index < 0 or index >= array.max_items:
        return NULL
    return array.data[index]

cdef void array_remove(array_t* array, int index):
    cdef:
        void* src
        void* dest
    if index < 0 or index >= array.max_items:
        return
    array.data[index] = NULL
    if index+1 != array.max_items:
        src = &array.data[index+1]
        dest = &array.data[index]
        memmove(dest, src, (array.max_items - index) * sizeof(void*))
    array.num_items -= 1

cdef void array_free(array_t* array):
    free(array.data)

cdef int i
cdef array_t a
cdef object mv1 = memoryview(b'12345')
cdef object mv2 = memoryview(b'67890')
cdef object mv3 = memoryview(b'abcde')
cdef object mv4 = memoryview(b'!@#$%')

array_init(&a)
array_add(&a, get_view_ptr(mv1))
array_add(&a, get_view_ptr(mv2))
array_add(&a, get_view_ptr(mv3))
array_add(&a, get_view_ptr(mv4))

for i in range(a.num_items):
    print(i, <char*>array_get(&a, i))

08-26 19:32