将 std::vector 转换为 NumPy 数组而不复制数据

2024-01-18

我有一个 C++ 库,当前有一些方法返回一个std::vector定义为

public:
  const std::vector<uint32_t>& getValues() const;

我目前正在努力使用 SWIG 包装整个 Python 库,到目前为止效果很好。

SWIG 包装了这个getValues()函数很好,它返回一个 Python 元组。问题出在我的 Python 端代码中,我想将其转换为 NumPy 数组。当然我可以通过以下方式做到这一点:

my_array = np.array(my_object.getValues(), dtype='uint32')

但这会导致原始向量中的所有条目首先被 SWIG 复制到 Python 元组中,然后再被我复制到 numpy 数组中。由于这个向量可能非常大,我宁愿避免制作这两个副本,并且希望找到一种方法让 SWIG 在内存中围绕原始向量数据创建 numpy.array 包装器。

我已经阅读了文档numpy.i http://docs.scipy.org/doc/numpy/reference/swig.interface-file.html但这明确提到不支持输出数组,因为它们似乎是在 C 样式数组而不是 C++ 向量的假设下工作的。

numpy.array 的底层数据结构只是一个 C 风格的数组,就像 C++ std::vector 一样,所以我希望访问内存中的相同数据是可行的。

有什么方法可以让 SWIG 返回一个不复制原始数据的 numpy.array 吗?


显然,将 C++ 向量“转换”为 (C) 数组很简单,请参阅此问题的答案:如何在C++中将向量转换为数组 https://stackoverflow.com/questions/2923272/how-to-convert-vector-to-array-c

接下来,您可以创建一个 numpy 数组,它将使用该 C 数组而不进行复制,请参阅在这里讨论 https://groups.google.com/forum/?fromgroups=#!topic/cython-users/Ubh2nG0_R9g,或谷歌搜索PyArray_SimpleNewFromData.

我不希望 SWIG 自动为您完成所有这些工作,相反您应该为您的函数编写一个包装器getValues你自己,比如getValuesAsNumPyArray.

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