如何通过pybind11访问Python中的C/C++数组

Question

我正在尝试通过pybind11使一些C/C++代码在Python语言中可用，在C/C++代码中，返回一个指向数组的指针，我希望在Python语言中以列表或NumPy数组的形式访问该数组。

我测试了以下实现：

#include <pybind11/pybind11.h>

int* get_zeros(int n) {
    int* a = new int[n];
    memset(a, 0, n);
    return a;
}

PYBIND11_MODULE(example, m) {
    m.def("get_zeros", &get_zeros);
}

但是当我在Python语言中调用get_zeros时，它只返回一个地址(如-1375731712)，那么我如何使用pybind11访问Python语言中的数组呢？

谢谢!

Answer 1

您需要返回一个pybind11解释为数组的类型。指针将不起作用，因为pybind11不知道数组的大小。

如果返回std::vector，或者如果是固定维度的std::array，则会将其转换为列表。

缺点是数据被复制，因此python中的修改在c++中不可见。

或者，您可以直接创建一个numpy数组(pybind11::array_t)并返回该数组。则不会复制任何数据，Python中的更改将在C++中可见，反之亦然。

您还可以在pybind11中从现有的数据缓冲区创建一个numpy数组，就像在Python中一样。但是，您需要自己进行生命周期管理。

您还可以在pybind11中创建自定义类，以实现Python使用的数组访问成员。通过这种方式，您可以将每个C++对象连接到python。

我建议你使用numpy数组。如果你坚持使用连续存储的特定内存布局(例如C或Fortran顺序)，你可以从numpy数组中获取指向数据的指针，并在C++例程中使用该指针。