python - 将 python 列表传递给 C/C++ 作为 'float*' 或 'int*'

Question

C/C++

void func(float* xyz1, float* xyz2,int n){
     //do something
     for(int i=0; i<n;i++){
        printf("%f %f\n",xyz1[i],xyz2[i]);
     }
}

Python

import numpy as np
n = 1000000
xyz1 = np.random.random((n,)).tolist()
xyz2 = np.random.random((n,)).tolist()

#pass above array to the C/C++ code for further processing.
func(xyz1,xyz2,n) # <-- the call to the c/c++ code

我见过使用更高级的数据结构(例如 C++ 的数组)调用 C++ 代码的示例。但是，我只想使用 int 和 float *

等基本数据类型来传递它

有什么简单的方法可以做到这一点，例如使用 PyBind11 或 python 的内置 C 类型吗？

Answer 1

您可以使用ctypes来实现这一点。首先使用 C Api 创建一个共享对象。ctypes 不支持 C++，只支持 C。这意味着您可以在源代码中使用 C++，但必须提供 C 接口(interface)，而不支持函数等 C++ 语言功能重载或名称修改。因此，函数定义用 extern "C" 标记。

然后在python中加载共享对象。设置参数类型和结果类型。最后你可以调用你的函数了。这是一个例子:

import ctypes
import numpy as np

n = 1000000
xyz1 = np.random.random((n,)).tolist()
xyz2 = np.random.random((n,)).tolist()

#pass above array to the C/C++ code for further processing.
Func = ctypes.CDLL("path/to/libFunc.so")
Func.func.argtypes = [ctypes.POINTER(ctypes.c_double), ctypes.POINTER(ctypes.c_double), ctypes.c_int]
res = Func.func(xyz1,xyz2,n) # <-- the call to the c/c++ code

我没有测试它，所以可能有一些错误，但我认为这个想法应该很清楚。这是我测试过的一个例子:

CMakeLists.txt:

cmake_minimum_required (VERSION 3.5.1) 
project (DotProduct) 
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14) 
set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug) 

add_library(DotProduct SHARED src/DotProduct.cpp src/DotProduct.h)

DotProduct.h:

extern "C" double dotProduct(double* l, double* r, unsigned int len);

DotProduct.cpp:

#include "DotProduct.h" 

double dotProduct(double *l, double *r, unsigned int len) { 
    double sum(0); 

    while (len--) { 
        sum += l[len] * r[len]; 
    } 
    return sum; 
}

main.py:

import ctypes

def dot_product(v1, v2):    
    l = len(v1)    
    if l != len(v2):        
        return 0    
    vec1 = (ctypes.c_double * l)(*v1)    
    vec2 = (ctypes.c_double * l)(*v2)    
    Dot_Product = ctypes.CDLL("build/lib/libDotProduct.so")      
    Dot_Product.dotProduct.argtypes = [ctypes.POINTER(ctypes.c_double), ctypes.POINTER(ctypes.c_double), ctypes.c_uint]    
    Dot_Product.dotProduct.restype = ctypes.c_double
    return Dot_Product.dotProduct(vec1, vec2, l)

vec1 = [2, 2]
vec2 = [2, 3]
print("{} * {} = {}".format(vec1, vec2, dot_product(vec1, vec2)))