как передать float * array в метод C из скрипта python, выделение памяти которого происходит на уровне C

#python #c #arrays #c #ctypes

#python #c #массивы #c #типы ctypes #ctypes

Вопрос:

Я пытаюсь вызвать методы C из скрипта Python, вызовы метода C включают метод C . Я выделяю массив внутри метода GetResults(), используя malloc(). Теперь проблема заключается в том, как передать аргументы float * oresults в скрипте python, выделение памяти которого происходит внутри уровня C. Это io.c

 int getResults(char* iFilename, char* iStagename, int iStateidCnt, 
    int* Stateids, int iEntityIdCount, int* iEntityids, char* iEntityType,
    char* iVariablegroup, char* ivariable, int *oRescount,
    float* oResults)
{
    int Status, i;
        EString etype(iEntityType), stagename(iStagename);
    EString vargroup(iVariablegroup);
    std::vector<ERF_INT> entity_ids;
    std::vector<ERF_INT> stateids;
    std::vector<ERF_FLOAT> results;
    _CopyIntArrayIntoVector(iStateidCnt, Stateids, stateids);
    _CopyIntArrayIntoVector(iEntityIdCount, iEntityids, entity_ids);
    CreateIoInstance(iFilename, iStagename);
    ioData pIodata = CreateIoDataInstance();
    if (iEntityIdCount <= 0)
        pIodata.setWholeSection(true);
    else
    {
        pIodata.setWholeSection(false);
        pIodata.setEntityList(entity_ids);
    }
        
    pIodata.setStateList(stateids);
    pIodata.setType(etype);
    pIodata.setVariableGroup(iVariablegroup);
    pIodata.setVariable(ivariable);
        //This is C   method
    Status = pIo->get_results(pIodata, results);
    *oRescount = results.size();
        //allocation for oresults whose size > 2
    oResults = (float*)malloc(results.size() * sizeof(float));
    _CopyVectorIntoDoubleArray(results, oResults);
    return Status;
}

  

test.py

 from ctypes import *
import os, sys
dll = CDLL('D:\erf_utils_python\erf_utils_io.dll')
dll.getresults.argtypes = (c_char_p,c_char_p,c_int,POINTER(c_int),c_int,POINTER(c_int),c_char_p,
                                  c_char_p,c_char_p,POINTER(c_int),POINTER(c_float))
dll.getresults.restype = c_int


def make_array(ctype,arr):
    return len(arr),(ctype * len(arr))(*arr)

def getresults(filename,stagename,sids,eids,entitytype,groups,variables):
    if(len(sids)>0):
       stateidcount,stateids = make_array(c_int,sids)
    if(len(eids)>0):
       entityidcount,entityid = make_array(c_int,eids)
    oresultlen = c_int()
    float_values = POINTER(c_float)
    err = dll.getresults(filename,stagename,stateidcount,stateids,entityidcount,entityid,
                                entitytype,groups,variables,byref(oresultlen), byref(float_values))
    return err,oresultlen.value, float_values

filename = b'D:\inputfile.h5'
stagename = b"post"
stateids = [2]
stateidcount = 1
entityidcount = 1
entityid = [1]
entitytype = b"test"
variablecount = 1
variablegroup = b"testdata"
variable = b"next"

err,oreslen,ores = getresults(filename,stagename,stateids,entityid,entitytype,variablegroup,variable)

  

TypeError: аргумент byref() должен быть экземпляром ctypes, а не
‘_ctypes .PyCPointerType’ это ошибка, которую я получаю при запуске
скрипта. Я немного смущен тем, как отправить аргумент для float
* или результаты в скрипте.

Ответ №1:

В коде C подпись int getResults(..., float* oResults) не может передать выделенный указатель обратно вызывающему. Строка

 oResults = (float*)malloc(results.size() * sizeof(float));
  

устанавливает oResults указатель локально в GetResults, не затрагивая вызывающего. Чтобы вывести указатель, вы должны либо return его, либо использовать аргумент указателя на указатель : int getResults(..., float** oResults) .

В коде Python я не знаком с ctypes, но, похоже float_values = POINTER(c_float) , это проблема. POINTER(c_float) создает тип Python для указателя на float. Вы хотели POINTER(c_float)() бы создать экземпляр такого указателя (который изначально равен нулю).

ctypes документация по указателям: https://docs.python.org/3/library/ctypes.html#pointers

Ответ №2:

float* oResults Параметр передается по значению, поэтому невозможно вернуть выделенный указатель в этом параметре. Вместо этого используйте a float** oResults .

Кроме того, float_values = POINTER(c_float) это тип, а не экземпляр типа. So byref(float_values) эквивалентно недопустимому C amp;(float*) . Вместо этого вам нужен экземпляр указателя POINTER(c_float)() (обратите внимание на круглые скобки) и передайте его по ссылке, аналогично C float *p; func(amp;p) . Это передаст указатель по адресу функции C, которая затем может изменить его в качестве выходного параметра.

Вот упрощенный пример, в котором основное внимание уделяется только параметрам int *oRescount and float** oResults . Также необходима функция для освобождения выделения:

test.cpp

 #include <vector>
#define API __declspec(dllexport)

extern "C" {
    API int getResults(size_t *oRescount, float** oResults) {
        std::vector<float> results {1.25,2.5,3.75,5.0}; // Simulated results
        *oRescount = results.size(); // Return size of results
        auto tmp = new float[results.size()]; // allocate
        for(size_t i = 0; i < results.size();   i) // copy vector to allocation
            tmp[i] = results[i];
        *oResults = tmp; // return allocation
        return 0;
    }

    API void freeResults(float* oResults) {
        delete [] oResults;
    }
}
  

test.py

 from ctypes import *
dll = CDLL('./test')
dll.getResults.argtypes = POINTER(c_size_t),POINTER(POINTER(c_float))
dll.getResults.restype = c_int

def getresults():
    oRescount = c_size_t()         # instance to hold the returned size
    oResults = POINTER(c_float)()  # instance of a float* to hold the returned allocation.
    err = dll.getResults(byref(oRescount), byref(oResults))

    # oResults is a float* and it is possible to index past the end.
    # Make a copy into a Python list slicing to the correct size,
    # then free it so there is no memory leak.
    results = oResults[:oRescount.value]
    dll.freeResults(oResults)

    return err,results

err,ores = getresults()
print(err,ores)
  

Вывод:

 0 [1.25, 2.5, 3.75, 5.0]
  

Комментарии:

1. Я выделил память, как вы показали здесь, и я получаю сообщение OSError: exception: чтение нарушения доступа 0x0000000000000000..in питон… когда я тестировал только метод C, строка *oResults = temp выдает исключение nullptr. есть ли какой-либо другой способ выделения памяти на C, например, с помощью malloc

2. Я попробовал вашу реализацию для getresults(), и она работает хорошо, но когда я использую свою реализацию, она выдает ошибку, я думаю, std::vector<float> результаты {1.25,2.5,3.75,5.0}; это статическое распределение, и оно работает, но в моей ситуации я получаю векторные результаты отдругой C method.is если это проблема, пожалуйста, помогите мне

3. @sand Реализация является общей, а вектор является локальной переменной. Результат копируется в память, выделенную для кучи. Генерируйте случайные числа случайного размера, и это все равно будет работать.