使用Cython在numpy网格上评估C函数

Question

用cython简单包装C代码的示例很好地描述了如何在从numpy传递的数组上评估用C编写的函数并将结果返回到numpy数组中。

如何做同样的事情但返回2D数组呢？ 即我想在由两个Numpy数组定义的网格上评估C函数，并将结果作为Numpy 2D数组返回。

就像这样（使用与上面链接相同的功能）。 显然，现在不能使用double z []，但是我不确定如何将2D numpy数组传递给C。

/*  fc.cpp    */
int fc( int N, const double a[], const double b[], double z[] )
    {
    for( int i = 0;  i < N;  i ++ ){
        for( int j = 0;  j < N;  j ++ ){
            z[i][j] = somefunction(a[i],b[j]);
    }
    return N;
}

这是原始的.pyx文件（请参见下文）。

import numpy as np
cimport numpy as np
cdef extern from "fc.h": 
    int fc( int N, double* a, double* b, double* z )  # z = a + b

def fpy( N,
    np.ndarray[np.double_t,ndim=1] A,
    np.ndarray[np.double_t,ndim=1] B,
    np.ndarray[np.double_t,ndim=1] Z ):
    """ wrap np arrays to fc( a.data ... ) """
       assert N <= len(A) == len(B) == len(Z)
       fcret = fc( N, <double*> A.data, <double*> B.data, <double*> Z.data )

    return fcret

非常感谢。

Answer 1

您可以将普通阵列用于2D矩阵。 您只需要为函数指定尺寸的长度即可。

在C文件中执行以下操作：（z现在是长度为N * N的数组）

int fc( int N, const double a[], const double b[], double z[] )
{
    for( int i = 0;  i < N;  i++ ){
        for( int j = 0;  j < N;  j ++ ){
            z[(i*N)+j] = somefunction(a[i],b[j]);
    }
    return N;
}

在Python中，您需要执行相同的操作，因此可以使用具有N * N个元素的1D数组而不是2D矩阵。

更新3D外壳

（z现在是长度为N * N * N的数组）

int fc( int N, const double a[], const double b[],const double c[], double z[] )
{
    for( int i = 0;  i < N;  i++ ){
        for( int j = 0;  j < N;  j ++ ){
           for( int k = 0;  k < N;  k ++ ){
            z[((i*N)+j)*N+k] = somefunction(a[i],b[j],c[k]);
    }
    return N;
}