Cython对象成员的缓冲区声明

Question

我想创建一个Cython的“cdef”对象，里面有一个NumPy成员，并且能够快速访问这个成员的数据。理想情况下，我想做的事情是这样的：

import numpy as np
cimport numpy as np

cdef class Model:
  cdef np.ndarray[np.int_t, ndim=1] A

  def sum(self):
    cdef int i, s=0, N=len(self.A)
    for 0 <= i < N:
      s += self.A[i]
    return s

  def __init__(self):
    self.A = np.arange(1000)

可惜的是，Cython无法编译这个代码，会报错说 只允许将缓冲区类型作为函数局部变量。

我现在的解决办法是，在一个新的局部变量中声明缓冲区属性，并把它赋值给对象的成员：

cdef class Model:
  cdef np.ndarray A

  def sum(self):
    cdef int i, s=0, N=len(self.A)
    cdef np.ndarray[np.int_t, ndim=1] A = self.A
    for 0 <= i < N:
      s += A[i]
    return s

如果你想让多个方法访问同样的数据结构，这就变得非常麻烦了——这似乎是一个相当常见的使用场景，对吧？

有没有更好的解决方案，不需要在每个方法里重新声明类型呢？

Answer 1

你现在用的解决方案就是我通常会用的，也就是在函数里做一个本地的副本。这种做法虽然不算优雅，但我觉得对性能影响不大（至少在我的情况下，我在这个方法里做了很多工作，所以没什么明显的差别）。我还在 __cinit__ 方法里创建了一个 C 数组，然后在 __init__ 中填充数据（记得用 __dealloc__ 来正确清理）。这样做会失去一些 numpy 数组的功能，但你仍然可以像使用 C 数组那样使用它。

你也可以看看这个旧邮件中关于 cython 的讨论：

http://codespeak.net/pipermail/cython-dev/2009-April/005214.html

Answer 2

你可以选择使用内存切片或者Cython数组来进行工作。想了解更多，可以查看这个链接：http://docs.cython.org/src/userguide/memoryviews.html

import numpy as np
cimport numpy as np

  cdef class Model:

    cdef int [:] A

    def sum(self):

        for 0 <= i < N:
            s += self.A[i]
        return s

    def __init__(self):
        self.A = np.arange(1000)