将 C++ 矩阵传递给 Python 以用作 Numpy 数组？-解网

问：

我正在用 C++ 对矩阵进行一些处理，我想将其传递给 Python 程序/函数，它应该接受 Numpy 数组形式的数据，并将某些内容传回 C++ 程序。我已经浏览了Pybind11中有关Numpy数组的文档，但是我不清楚如何在C++程序中创建缓冲区协议对象并将它们传递给Python程序，以便在C++程序本身中调用。有没有办法做到这一点？

蟒蛇 C++ numpy pybind11

根据我的理解，pybind11 允许您用 C++ 编写 Python 模块，以便它们可以与 Python 一起使用。因此，使用 pybind11，您可以在 C++ 中创建一个处理矩阵的函数，然后在 python 代码中调用该函数并使用 Python 执行所有操作，您的模块编写的 C++ 有点像后端，python 是前端。from my_module import matrix_process

0赞 Cris Luengo 11/13/2023

@0x00 Pybind11 还允许从 C++ 程序调用嵌入式 Python 解释器，但它将所有 Python 对象封装在整齐的C++类中。它大大简化了两种方式的互操作。

0赞 Cris Luengo 11/13/2023

您在 C++ 中使用什么来存储数组？您需要围绕它构建一个 Python 缓冲区对象，然后调用以创建 NumPy 数组。Pybind11 带有特征矩阵的绑定，因此如果您愿意，您可以使用它而不是滚动自己的矩阵。np.asarray(buffer)

0赞 Victor M 11/13/2023

这是一个简单的一维数组，所以我使用一个向量，但我也可以公开底层数组。有没有关于如何构建这样一个缓冲区的指南？文档中提供的示例似乎仅与构建 C++ 扩展有关。

0赞 AJ Biffl 11/14/2023

你读过python文档的这一部分吗？从 C 调用 Python 函数

答：

-2赞 NoName 11/13/2023 #1

下面是一个最小的示例，演示如何使用 Pybind11 将 C++ 矩阵作为 Numpy 数组传递给 Python。

C++ 代码（带有 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");
}

Python 代码（使用 C++ 函数的 Python 部分）

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()

运行代码的步骤：

编译 C++ 代码：使用 C++ 编译器和 Pybind11 将 C++ 代码编译到共享库中。例如：

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

运行 Python 代码：只需执行 Python 脚本即可。它将导入编译的 C++ 模块，并使用该函数将 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。

将 C++ 矩阵传递给 Python 以用作 Numpy 数组？

Pass C++ matrix into Python to use as Numpy array?

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C++ 代码（带有 Pybind11 的 C++ 部分）

Python 代码（使用 C++ 函数的 Python 部分）

运行代码的步骤：

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