在Cython中使用typedef结构体

Question

我在头文件 dcm.h 中有以下定义：

typedef struct
{    
    double alpha;
    double gamma;
    double tau;
} ThetaDCM;

我想在 cython 中引入它，所以我写了：

cdef extern from "dcm.h":

    ctypedef struct ThetaDCM:

        np.float64_t alpha
        np.float64_t gamma
        np.float64_t tau

现在我想给一个 ThetaDCM 的数组分配内存。我有以下代码：

cdef ThetaDCM *c_theta = <ThetaDCM *> malloc(nt * nb * sizeof(ThetaDCM))

free(c_theta)

但是这段代码没有编译通过，并且报了以下错误：

error: ‘ThetaDCM’ undeclared (first use in this function)
   __pyx_v_c_theta = ((ThetaDCM *)malloc(((__pyx_v_nt * __pyx_v_nb) * (sizeof(ThetaDCM)))));

还有其他与这个错误相关的问题。如果我在 extern 块外定义 ThetaDCM，代码就能正常编译。因此，如果我引入 Theta，cython 就无法识别我的声明。有没有什么标准的方法来解决这个问题？

编辑：

我的文件头比我发布的内容要复杂一些。它是：

# ifdef __CUDACC__
# ifndef DDM_HEADER
# define DDM_HEADER

#include "math.h"
#include "curand_kernel.h"
#include "curand.h"
#include <stdio.h>
...
# endif 

# ifdef __CUDACC__
# define BDDM_EXTERN extern "C"
# else
# define BDDM_DEVICE
# endif

BDDM_EXTERN
int llh_m0t( double *x, double *y, double *u,
    double *theta, double *ptheta, int ny, int nt, double *llh);
...
typedef struct
{    
    double alpha;
    double gamma;
    double tau;
} ThetaDCM;

# endif 

顶部的指令是用来检查编译器是否是 nvcc，这是一个用于 cuda 代码的编译器。现在我意识到有一个错误，我应该写成：

# ifndef DDM_HEADER
# define DDM_HEADER
# ifdef __CUDACC__

#include "math.h"
#include "curand_kernel.h"
#include "curand.h"
#include <stdio.h>
...
# endif

BDDM_EXTERN
int llh_m0t( double *x, double *y, double *u,
    double *theta, double *ptheta, int ny, int nt, double *llh);
...

typedef struct
{    
    double alpha;
    double gamma;
    double tau;
} ThetaDCM;
# endif 

让我困惑的是，尽管有 #ifdef CUDACC，但 cython 代码还是编译通过了。我使用 cython 来包装在第一个 #ifdef 语句内定义的 c 函数（比如 llh_m0t），所以让我感到困惑的是，cython 能看到那些函数的定义。

Answer 1

可能是因为你用的 cython 版本太旧（或者是个太... 测试版？）导致的问题。

我同意这不算真正的答案——更像是一个很长的评论……不过我用 cython 0.20.0 试过，这个方法对我有效：

_dcm.h

typedef struct
{    
    double alpha;
    double gamma;
    double tau;
} ThetaDCM;

_dcm.pyx

cimport numpy as np
from libc.stdlib cimport malloc, free

nt = 1
nb = 1

cdef extern from "dcm.h":

    ctypedef struct ThetaDCM:

        np.float64_t alpha
        np.float64_t gamma
        np.float64_t tau

cdef ThetaDCM *c_theta = <ThetaDCM *> malloc(nt * nb * sizeof(ThetaDCM))

print(hex(<long>c_theta))

free(c_theta)

sh$ cython dcm.pyx
sh$ gcc -shared -pthread -fPIC -fwrapv -O2 -Wall -fno-strict-aliasing -I../include/python3.4m/ -L../lib/python3.4/ dcm.c -o dcm.so
sh$ python3Python 3.4.1 (default, Aug 20 2014, 14:47:11) 
[GCC 4.7.2] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import dcm
0x23e44f0

Answer 2

Cython不支持像你在头文件中需要的那样使用#define宏来进行条件编译。

_dcm.h

# ifdef __CUDACC__

typedef struct
{    
    double alpha;
    double gamma;
    double tau;
} ThetaDCM;

# endif

这里有一个简单的解决办法：

_dcm.pyh

#define __CUDACC__
#include "dcm.h"

_dcm.pyx

[...]

cdef extern from "dcm.pyh":
#                     ^^^
    [...]