使用Swig将Eigen/C++封装到Python时出错

Question

我在用SWIG封装一个小项目时遇到了麻烦，这个项目使用了Eigen（一个线性代数库）。我碰到了一个我不理解的Python错误，网上也找不到太多相关的信息——但我怀疑可能是C++的内存出了问题。我把问题简化成了一个小例子……不过不幸的是，这个例子还是比较长：

--- testfunc.cxx ----

#include "Eigen/Dense" 

Eigen::VectorXd test(Eigen::MatrixXd data){ 
        Eigen::VectorXd temp; 
        return temp; 
} 

--- testswig.i -----

%module testswig 

%{ 
#define SWIG_FILE_WITH_INIT 
#include "Eigen/Core" 
#include <Python.h>
#include <numpy/arrayobject.h>
#include "testfunc.cxx" 

%} 

%init 
%{ 
  import_array(); 
%} 

%include "numpy.i" 

%typemap(out) Eigen::VectorXd 
{ 
    npy_intp dims[1] = {$1.size()}; 
    PyObject* array = PyArray_SimpleNew(1, dims, NPY_DOUBLE); 
    double* data = ((double *)PyArray_DATA( array )); 
    for (int i = 0; i != dims[0]; ++i){ 
        *data++ = $1.data()[i]; 
    } 
    $result = array; 
} 

%typemap(in) Eigen::MatrixXd (Eigen::MatrixXd TEMP) 
{ 

  int rows = 0; 
  int cols = 0; 

  rows = PyArray_DIM($input,0); 
  cols = PyArray_DIM($input,1); 

  PyArrayObject* temp; 
  PyArg_ParseTuple($input, "O", &temp);   

  TEMP.resize(rows,cols); 
  TEMP.fill(0); 

  double *  values = ((double *) PyArray_DATA($input)); 
  for (long int i = 0; i != rows; ++i){ 
      for(long int j = 0; j != cols; ++j){ 
          // std::cout << "data " << data[i] << std::endl; 
          TEMP(i,j) = values[i*rows+j]; 
      } 
  }   

} 

%include "testfunc.cxx" 

--- setup.py ----

from distutils.core import setup, Extension 
import numpy 
numpyinclude = numpy.__file__[:-12] + 'core/include/' 
testswig = Extension('_testswig', 
                     sources=['testswig_wrap.cxx'], 
                     include_dirs=['../', numpyinclude]) 

setup (name = 'testswig', 
       version = '0.1', 
       author      = "NoName", 
       description = """ """, 
       ext_modules = [testswig], 
       py_modules = ["testswig"]) 

----- 构建过程 ------

我在一个文件夹里放了这三个文件，还有一个名为'Eigen'的文件夹，里面包含了Eigen的头文件。执行的命令是：

swig -c++ -python -I./ testswig.i 
python setup.py install 

------- 错误信息 ----------

然后我运行一个包含以下内容的Python文件：

import testswig 
import numpy as np 
print testswig.test(np.array([[2,3],[4,5]])) 

结果出现了错误：“SystemError: new style getargs format but argument is not a tuple”。

注意几点： 1) 直接在Python解释器中运行相同的命令是没问题的。 2) 如果函数不返回Eigen::VectorXd，或者不接受Eigen::MatrixXd，程序就能正常工作。

谢谢你的时间。

Answer 1

在你的类型映射中，你有：

PyArrayObject *temp;
PyArg_ParseTuple($input, "O", &temp);

这个写法是不对的 - $input 是一个已经从参数中提取出来的 PyObject，但它此时还不是一个元组，所以你应该写：

PyArrayObject *temp=NULL;
if (PyArray_Check($input))
    temp = (PyArrayObject*)$input;

要先确认它的类型是否正确，然后再进行转换。