前期準備：
numpy.i文件，有些conda下載的numpy庫裏面自帶，而有些沒有（比如我的，，），可以去下載numpy.i源碼。
我們實現一個cos_doubles模塊的cos_double函數來對numpy數組求cos, 並返回他的cos值到一個新的numpy數組中：
測試樣例test.py如下：
import numpy as np
import cos_doubles
x = np.arange(0, 2 * np.pi, 0.1)
y = np.empty_like(x)
cos_doubles.cos_doubles_func(x, y)
print(x)
print(y)
首先我們先實現cos_doubles 的C版本： cos_doubles.h
void cos_doubles(double * in_array, double * out_array, int size);
cos_doubles.c
#include <math.h>
#include "cos_doubles.h"
/* Compute the cosine of each element in in_array, storing the result in
* out_array. */
void cos_doubles(double * in_array, double * out_array, int size){
int i;
for(i=0;i<size;i++){
out_array[i] = cos(in_array[i]);
}
}
然後我們藉助swig的接口文件 cos_doubles.i 實現擴展：
/* Example of wrapping a C function that takes a C double array as input using
* numpy typemaps for SWIG. */
%module cos_doubles
%{
/* the resulting C file should be built as a python extension */
#define SWIG_FILE_WITH_INIT
/* Includes the header in the wrapper code */
#include "cos_doubles.h"
%}
/* include the numpy typemaps */
%include "numpy.i"
/* need this for correct module initialization */
%init %{
import_array();
%}
/* typemaps for the two arrays, the second will be modified in-place */
%apply (double* IN_ARRAY1, int DIM1) {(double * in_array, int size_in)}
%apply (double* INPLACE_ARRAY1, int DIM1) {(double * out_array, int size_out)}
/* Wrapper for cos_doubles that massages the types */
%inline %{
/* takes as input two numpy arrays */
void cos_doubles_func(double * in_array, int size_in, double * out_array, int size_out) {
/* calls the original funcion, providing only the size of the first */
cos_doubles(in_array, out_array, size_in);
}
%}
...我一開始忘了寫import_array後面的;
- 爲了使用Numpy類型映射，需要
numpy.i文件。 - 觀察
import_array()的調用 - 因爲類型映射僅僅支持參數
ARRAY, SIZE我們需要包裹cos_doubles爲cos_doubles_func，該函數接受兩個數組包含各自大小作爲輸入。 - 相對於簡單SWIG的例子，我們不需要包含
cos_doubles.h頭文件，因爲我們通過cos_doubles_func暴露這個功能，我們沒有其它東西想暴露給Python。
然後通過distutils來包裝他，如果在你的numpy庫中包含了numpy.i，則需要include_dirs來指定位置。否則你可以把numpy.i放在當前目錄下。
from distutils.core import setup, Extension
import numpy
setup(ext_modules=[Extension("_cos_doubles",
sources=["cos_doubles.c", "cos_doubles.i"],
include_dirs=[numpy.get_include()])])
之前每次編譯都出錯，說我沒有實現cos_doubels()函數。
後來才發現是因爲我把函數寫到了cpp文件裏面，而上述的setup的方式，只能夠實現c的轉換，而對於c++的源碼，可以採用下述方式：
swig -c++ -python cos_doubles.i
可以看到生成了兩個文件cos_doubles.py與cos_doubles_wrap.cxx，然後setup.py修改爲：
from distutils.core import setup, Extension
import numpy
setup(ext_modules=[Extension("_cos_doubles",
sources=["cos_doubles.cpp", "cos_doubles_wrap.cxx"],
include_dirs=[numpy.get_include()])])
然後運行命令
python setup.py build_ext --inplace
運行測試代碼test.py就可以發現現在cos_module可以正常使用了。
本文借鑑自
https://segmentfault.com/a/1190000000479951
https://blog.csdn.net/ustczhang/article/details/78147215
https://stackoverflow.com/questions/58460470/how-to-use-numpy-i-in-swig