在Cython中传递输入/输出给函数

Question

我正在尝试用Cython写一个函数，这个函数需要从Python接收一个列表，然后用C/C++的方式对它进行处理，生成一个二维数组，最后再把这个数组以二维列表的形式返回给Python。我把代码简化了一下，以便更好地提问：

我希望c_Func能够完成这个过程，并且我可以顺利编译而没有错误。第二个函数是可以调用的，但显然它不工作。首先，我需要解决一个问题，就是列表不能直接替换为double*类型，其次是py_Func不能返回double*类型。那么我该如何修改这两个问题呢？

cdef double** c_Func(int dim,double* init_val):
    cdef double** frozen_ans= <double**> malloc(dim*sizeof(double))
    frozen_ans[0]=init_val
    return frozen_ans
def py_Func(int dim, double* init_val):
    return c_Func(dim,init_val)

Answer 1

我猜你想要处理来自C/C++的数据。

不要使用malloc，因为你之后无法释放那个指针，这样会导致内存泄漏。建议使用一些可以被Python处理的容器，比如numpy数组。

这里说的“处理”是指，当numpy数组被Python的垃圾回收器处理时，Python会自动帮你释放那块内存。

进一步说，使用numpy的方式，你可以在cython中创建一个连续的、类似C语言风格的numpy数组arr，然后通过它的地址&arr[0]在纯C代码中填充或使用它（只要它不是空的），最后将它作为Python的numpy.ndarray对象返回。你可以查看这个链接，了解如何方便地访问numpy对象。这种方式的一个很大优点是arr可以在C代码中像C数组一样使用。

在你的cython函数结束时，如果你不想返回一个numpy数组，可以使用arr.tolist()方法，但这样会有额外的开销，因为你是在创建一个新的列表。

关于输入部分，你提到你的函数必须接受一个Python列表。它可以：

• 接受一个numpy数组，进行操作后返回。
• 接受一个Python列表l，用np.ascontiguousarray(l)将其转换为numpy数组，进行操作后返回。在这种情况下，你会有复制的开销，但这没什么办法。