使用 pybind11 修改 std::array 的默认值

我的目标是修改在中声明的数组C++ struct并赋予默认值。

我读过了this https://pybind11.readthedocs.io/en/stable/advanced/cast/stl.html#making-opaque-types, this https://pybind11.readthedocs.io/en/stable/advanced/cast/stl.html#binding-stl-containers，但不幸的是我无法将其与我的问题联系起来。

示例代码

• C++

class Math{
struct Data
{
  std::array<float, 5> id_ = {0}; // all value set to ZERO
  std::array<uint32_t, 5> length_ = {0}; // all value set to ZERO
  std::array<bool, 5> status_ = {0}; // all value set to ZERO
  float x_ = 7.5;
};
};

• 绑定代码

#include <pybind11/pybind11.h>
#include <pybind11/stl.h>
#include <pybind11/complex.h>

namespace py = pybind11;

PYBIND11_MODULE(do_math, m)
{
    py::class_<Math::Data> Data (m, "Data");
    Data.def(py::init<>())
    .def_readwrite("id_", &Math::Data::id_)
    .def_readwrite("length_", &Math::Data::length_)
    .def_readwrite("status_", &Math::Data::status_)
    .def_readwrite("x_", &Math::Data::x_);
}

• 现在我想修改所有std::array会员价值。我只在这里展示id_.
• In python file我可以访问id_成员变量及其打印[0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0]以及x_哪个输出是7.5

import do_math
struct_obj = do_math.Data()
print(struct_obj.id_)
print(struct_obj.x_)

• 现在想修改的值id_但在这里我无法做到这一点。

struct_obj.id_[2] = 2.2 # cannot modify
struct_obj.x_ = 1.5 # it is modified

仍然输出struct_obj.id_ is [0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0] while struct_obj.x_更改为1.5。我该如何修改id_python 中的数组？

到目前为止已采取的方法

依照指示这个答案 https://stackoverflow.com/a/58723691/10634362我曾尝试实施但失败了。

#include <pybind11/pybind11.h>
#include <pybind11/stl.h>
#include <pybind11/complex.h>
#include "pybind11/numpy.h"
#include <pybind11/pytypes.h>

namespace py = pybind11;

PYBIND11_MODULE(do_math, m)
{
    py::class_<Math::Data> Data (m, "Data", py::buffer_protocol());
    Data.def(py::init<>())
    .def_property("id_", [](Math::Data &p) -> py::array {
            auto dtype = py::dtype(py::format_descriptor<float>::format());
            auto base = py::array(dtype, {5}, {sizeof(float)});
            return py::array(
                dtype, {5}, {sizeof(float)}, p.id_, base);
        }, [](Math::Data& p) {});
}

• 错误信息 ：error: no matching constructor for initialization of 'py::array' return py::array(

类型是struct_obj.id_蟒蛇式的list？我认为这就是问题所在。在这种情况下，将创建一个新的 Pythonic 列表作为 C++ 数组的副本，以提供方便的 Pythonic 接口。然而，这个列表不再连接到底层的 C++ 对象，因为list不能作为对 a 的引用std::array.

解决方案是分配id_直接代替id_[2]:

l = struct_obj.id
l[2] = 2.2 # cannot modify
struct_obj.id = l

或导出id_ 作为不透明物体 https://pybind11.readthedocs.io/en/stable/advanced/cast/stl.html#making-opaque-types with PYBIND11_MAKE_OPAQUE.