将C++矩阵传递到Python中用作Numpy数组?

qxgroojn  于 2023-11-18  发布在  Python
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我在C中做一些矩阵处理,我想传递给Python程序/函数,它应该以Numpy数组的形式接受数据,并将一些东西传递回C程序。我看过Numpy arrays in Pybind11的文档,但我不清楚如何在C程序中创建缓冲区协议对象并将它们传递给Python程序,在C程序本身中调用。有什么方法可以做到这一点吗?

omhiaaxx

omhiaaxx1#

这里有一个最小的例子,演示如何使用Pybind11将C++矩阵作为Numpy数组传递给Python。

C代码(Pybind11的C部分)

#include <pybind11/pybind11.h>
#include <pybind11/numpy.h>
#include <vector>

namespace py = pybind11;

// Example function to pass a C++ matrix to Python
py::array_t<double> ProcessMatrix(const std::vector<std::vector<double>>& matrix) {
    // Calculate the size of the matrix
    size_t rows = matrix.size();
    size_t cols = matrix.empty() ? 0 : matrix[0].size();

    // Create a new NumPy array
    py::array_t<double> result({rows, cols});

    // Copy data from the C++ matrix to the NumPy array
    for (size_t i = 0; i < rows; ++i) {
        for (size_t j = 0; j < cols; ++j) {
            *result.mutable_data(i, j) = matrix[i][j];
        }
    }

    return result;
}

PYBIND11_MODULE(example_module, m) {
    m.doc() = "Pybind11 example plugin";

    m.def("process_matrix", &ProcessMatrix, "A function which processes a matrix and returns a NumPy array");
}

字符串

Python代码(Python部分使用C++函数)

import example_module
import numpy as np

def main():
    # Create a sample matrix in Python
    matrix = [[1.0, 2.0], [3.0, 4.0]]

    # Call the C++ function and get a Numpy array
    np_array = example_module.process_matrix(matrix)
    
    # Use the numpy array in Python
    print(np_array)

if __name__ == "__main__":
    main()

运行代码步骤:

1.编译C++代码:使用C编译器和Pybind11将C代码编译成共享库,例如:

c++ -O3 -Wall -shared -std=c++11 -fPIC `python3 -m pybind11 --includes` example.cpp -o example_module`python3-config --extension-suffix`


1.运行Python代码:简单地执行Python脚本,它会导入编译好的C模块,并使用函数将C矩阵转换为Numpy数组。
此示例提供了一个基本框架,可以根据应用程序的特定要求进行扩展。

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