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将str作为int数组传递给Python C扩展函数(使用SWIG扩展)

swig int string arrays python

4am · 技术社区 · 7 年前

str int * (固定长度int数组)作为输入参数?我的代码是这样的:

int *exposekey(int *bits) {
    int a[1000];
    for (int j=2000; j < 3000; j++) {
        a[j - 2000] = bits[j];
    }
    return a;
}

我试着用 ctypes (见以下代码):

import ctypes
ldpc = ctypes.cdll.LoadLibrary('./_ldpc.so')
arr = (ctypes.c_int * 3072)(<mentioned below>)
ldpc.exposekey(arr)

3072{0,1}进入该位置。Python返回语法错误:超过255个参数。这仍然不能帮助我传递指定的str值,而不是初始化的str值 C类型 int数组。

其他建议包括使用SWIG类型映射,但如何将str转换为 整数*

1 回复 | 直到 7 年前

CristiFati 5 年前

关于我的评论,以下是有关从函数返回数组的更多详细信息: [SO]: Returning an array using C . 简而言之:处理方法:

生成返回的变量 静止的
马洛克 (家庭)或新
将其转换为函数的附加参数

得到那块 C 要在中运行的代码蟒蛇口译员有两种可能:

[Python 3.Docs]: Extending Python with C or C++ C 书面的蟒蛇单元
- 一种方法是使用 swig公司 它为生成模块提供了一个简单的接口( [SWIG]: SWIG Basics )省去了使用 [Python 3.Docs]: Python/C API Reference Manual
相反,将代码保留在标准中 dll 可以通过 [Python 3.Docs]: ctypes - A foreign function library for Python

因为他们都在做同一件事,把他们混在一起是没有意义的。所以,选择一个最适合你需要的。

C类型

这是你开始的
它是一使用 C类型

ctypes\u演示。c :

#include <stdio.h>

#if defined(_WIN32)
#  define CTYPES_DEMO_EXPORT_API __declspec(dllexport)
#else
#  define CTYPES_DEMO_EXPORT_API
#endif


CTYPES_DEMO_EXPORT_API int exposekey(char *bitsIn, char *bitsOut) {
    int ret = 0;
    printf("Message from C code...\n");
    for (int j = 0; j < 1000; j++)
    {
        bitsOut[j] = bitsIn[j + 2000];
        ret++;
    }
    return ret;
}

笔记 :

根据注释,我将函数中的类型从 int* 到 char* ,因为它的紧凑度是原来的4倍(尽管它仍然是 ~700% 效率低下,因为每个字符的7位被忽略,而只使用其中一位;这可以修复,但需要按位处理)
我拿走了一然后变成了2 ^nd公司参数( 比特苏特 ). 我认为这是最好的,因为调用方负责分配和取消分配阵列(3 ^rd 选项)
我还修改了索引范围(没有更改功能),因为处理低索引值并在一个位置向其添加一些内容更有意义,而不是在高索引值并在另一个位置减去(相同)一些内容
返回值是设置的位数(显然,在本例中为1000),但这只是一个示例
打印F 这只是一个假人,以表明 C
在处理此类数组时,建议也传递其维数,以避免越界错误。而且 错误处理 是一个重要方面

测试类型。py公司 :

from ctypes import CDLL, c_char, c_char_p, c_int, create_string_buffer


bits_string = "010011000110101110101110101010010111011101101010101"


def main():
    dll = CDLL("./ctypes_demo.dll")
    exposekey = dll.exposekey

    exposekey.argtypes = [c_char_p, c_char_p]
    exposekey.restype = c_int

    bits_in = create_string_buffer(b"\0" * 2000 + bits_string.encode())
    bits_out = create_string_buffer(1000)
    print("Before: [{}]".format(bits_out.raw[:len(bits_string)].decode()))
    ret = exposekey(bits_in, bits_out)
    print("After: [{}]".format(bits_out.raw[:len(bits_string)].decode()))
    print("Return code: {}".format(ret))


if __name__ == "__main__":
    main()

笔记 :

1. ^圣
指定函数的 argtypes 和 重新键入 是 C类型 教程)
我正在打印 bits\u输出 数组(与其他部分一样,仅第一部分和相关部分) 0 )为了证明 C 代码完成了它的工作
bits\U in 2000虚拟阵列 0 bits\U字符串 )不是3000个字符长(出于明显的原因)。如果你的 bits\U字符串 3000个字符长,您可以简单地初始化 bits\U in 例如: bits_in = create_string_buffer(bits_string.encode())
不要忘记 初始化 bits\u输出 对于大小足够大(在我们的示例中为1000)的阵列,否则 segfault 当试图将其内容设置为超过大小时可能会出现
对于此(简单)函数 C类型 变体更容易(至少对我来说,因为我不使用 swig公司 通常情况下),但对于更复杂的功能/项目,这将成为一种过度使用,并切换到 swig公司 是正确的选择

输出 (与一起运行 蟒蛇3.5 在…上 ):

c:\Work\Dev\StackOverflow\q47276327>"c:\Work\Dev\VEnvs\py35x64_test\Scripts\python.exe" test_ctypes.py
Before: [                                                   ]
Message from C code...
After: [010011000110101110101110101010010111011101101010101]
Return code: 1000

2. swig公司

从 C类型 第节也适用于此处

swig_演示。c :

#include <malloc.h>
#include <stdio.h>
#include "swig_demo.h"


char *exposekey(char *bitsIn) {
    char *bitsOut = (char*)malloc(sizeof(char) * 1000);
    printf("Message from C code...\n");
    for (int j = 0; j < 1000; j++) {
        bitsOut[j] = bitsIn[j + 2000];
    }
    return bitsOut;
}

swig_演示。一、 :

%module swig_demo
%{
#include "swig_demo.h"
%}

%newobject exposekey;
%include "swig_demo.h"

swig_演示。h :

char *exposekey(char *bitsIn);

在这里,我分配数组并返回它(2 ^nd公司选项)
这个 .一、 文件是标准 swig公司 接口文件
- %include
- 值得一提的是 %newobject 指令,该指令取消分配由返回的指针 exposekey公司 避免内存泄漏
这个 .h 文件只包含函数声明,以便包含在 .一、 文件(这不是强制性的,但这样做更优雅)

测试开关。py公司 :

from swig_demo import exposekey

bits_in = "010011000110101110101110101010010111011101101010101"


def main():
    bits_out = exposekey("\0" * 2000 + bits_in)
    print("C function returned: [{}]".format(bits_out))


if __name__ == "__main__":
    main()

笔记 :

事情变得更有意义蟒蛇程序员的 PoV
代码要短得多(这是因为 swig公司 在幕后做了一些“魔术”:
- 包装纸 .c .一、 文件已 约12万
- 这个 swig_演示。py公司 生成的模块具有 约3K
我对2000使用了相同的技术

输出 :

c:\Work\Dev\StackOverflow\q47276327>"c:\Work\Dev\VEnvs\py35x64_test\Scripts\python.exe" test_swig.py
Message from C code...
C function returned: [010011000110101110101110101010010111011101101010101]

3、普通 Python C API

我添加这部分作为个人练习
这是什么 swig公司 但“手动”

capi_演示。c :

#include "Python.h"
#include "swig_demo.h"

#define MOD_NAME "capi_demo"


static PyObject *PyExposekey(PyObject *self, PyObject *args) {
    PyObject *bitsInArg = NULL, *bitsOutArg = NULL;
    char *bitsIn = NULL, *bitsOut = NULL;
    if (!PyArg_ParseTuple(args, "O", &bitsInArg))
        return NULL;
    bitsIn = PyBytes_AS_STRING(PyUnicode_AsEncodedString(bitsInArg, "ascii", "strict"));
    bitsOut = exposekey(bitsIn);
    bitsOutArg = PyUnicode_FromString(bitsOut);
    free(bitsOut);
    return bitsOutArg;
}


static PyMethodDef moduleMethods[] = {
    {"exposekey", (PyCFunction)PyExposekey, METH_VARARGS, NULL},
    {NULL}
};


static struct PyModuleDef moduleDef = {
    PyModuleDef_HEAD_INIT, MOD_NAME, NULL, -1, moduleMethods
};


PyMODINIT_FUNC PyInit_capi_demo(void) {
    return PyModule_Create(&moduleDef);
}

笔记 :

它需要 swig_演示。h 和 (此处不复制其内容)
它 Python 3 (事实上,我很头疼,尤其是因为我习惯了不再存在)
错误处理较差
测试capi。py公司 类似于 测试开关。py公司 有一个(明显的)区别: from swig_demo import exposekey 应替换为 from capi_demo import exposekey
输出也与 测试开关。py公司 (再说一次,这里不重复)