传递List和numpy.从c++应用程序转换成python函数

Passing a List and numpy.matrix to a python function from a C++ application

本文关键字：程序转换 python 函数 应用 c++ List numpy 传递      更新时间：2023-10-16

我有一堆用python编写的函数(用于快速原型)。我的主要项目是c++，我想从我的c++程序中调用这些函数。这些函数使用一些专门的python模块，如numpy, pyside等。

首先，我有一个接受4个参数的函数。第一个是笨蛋。矩阵对象和其他三个是简单的python列表。函数返回一个numpy。矩阵对象。

我知道我应该使用Python/C API和Numpy/C API的组合，但是对于我的生命，我找不到适当的文档或示例来做任何类似的事情。

这可能吗?

这是一个非常大的问题，我建议从Python手册中的扩展和嵌入Python解释器部分开始，然后使用NumPy C/API。

使用Python C/API而不崩溃或占用内存需要很好地理解Python引用计数和C/API。

我准备了一个小示例，它嵌入了Python解释器，创建了一个NumPy数组，创建了一个Python列表，然后用数组和列表作为参数调用两个Python函数。这可以作为您可以扩展的起点。

第一个Python函数:

import numpy
def print_matrix(M):
    print (M)
def transform_matrix(M, L):
    for x in L:
        M = M*x
    return M

然后c++代码:

// Python headers
#include <Python.h>
#include <abstract.h>
// NumPy C/API headers
#define NPY_NO_DEPRECATED_API NPY_1_7_API_VERSION // remove warnings
#include <numpy/ndarrayobject.h>
#include <vector>
int main()
{
    // initialize python
    Py_InitializeEx(1);
    // import our test module
    PyObject* numpy_test_module = PyImport_ImportModule("numpy_test");
    // retrieve 'print_matrix(); from our module
    PyObject* print_matrix = PyObject_GetAttrString(numpy_test_module, "print_matrix");
    // retrieve 'some_function' from our module
    PyObject* transform_matrix = PyObject_GetAttrString(numpy_test_module, "transform_matrix");
    // no longer need to reference the module directly
    Py_XDECREF(numpy_test_module);
    // initialize numpy array library
    import_array1(-1); // returns -1 on failure
    // create a new numpy array
    // array dimensions
    npy_intp dim[] = {5, 5};
    // array data
    std::vector<double> buffer(25, 1.0);
    // create a new array using 'buffer'
    PyObject* array_2d = PyArray_SimpleNewFromData(2, dim, NPY_DOUBLE, &buffer[0]);
    // print the array by calling 'print_matrix'
    PyObject* return_value1 = PyObject_CallFunction(print_matrix, "O", array_2d);
    // we don't need the return value, release the reference
    Py_XDECREF(return_value1);
    // create list
    PyObject* list = PyList_New(3);
    PyList_SetItem(list, 0, PyLong_FromLong(2));
    PyList_SetItem(list, 1, PyLong_FromLong(3));
    PyList_SetItem(list, 2, PyLong_FromLong(4));
    // call the function with the array as its parameter
    PyObject* transformed_matrix = PyObject_CallFunction(transform_matrix, "OO", array_2d, list);
    // no longer need the list, free the reference
    Py_XDECREF(list);
    // print the returned array by calling 'print_matrix'
    PyObject* return_value2 = PyObject_CallFunction(print_matrix, "O", transformed_matrix);
    // no longer need the 'return_value2', release the reference
    Py_XDECREF(return_value2);
    // no longer need 'transformed_matrix'
    Py_XDECREF(transformed_matrix);
    // no longer need the array
    Py_XDECREF(array_2d);
    // no longer need the reference to transform_matrix
    Py_XDECREF(transform_matrix);
    // no longer need the reference to 'print_matrix'
    Py_XDECREF(print_matrix);
    // clean up python
    Py_Finalize();
    return 0;
}
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