錯誤消息“無法轉換<type_name> * 到 Python 對象”在 Cython 中

Question

當我對以下 Cython 模塊進行 cythonize 時

%%cython
cdef double *ptr=[1,2,3]
print(ptr)

我收到以下錯誤消息：

無法將“double *”轉換為 Python 對象

但是，以下 Cython 模塊：

%%cython
cdef double val=0.0
print(val)

cythonized 沒有問題。

任何其他指針類型（即int * 、 float *等）也會出現此問題。

Answer 1

print是一個純 Python 函數，為了能夠調用它，參數必須是 Python 對象。

顯然，第一個 Cython 模塊中的ptr和第二個模塊中的val都不是 python 對象。 但是有一個區別：Cython 通過PyFloat_FromDouble可以將double類型的cdef變量自動轉換為 Python-Float - 這正是幕后發生的事情：Cython 從val創建一個臨時 Python-Float，將其傳遞給print並在之后銷毀它。

還有其他類型可以自動轉換為 Python 對象： double 、 float 、 int和類似的，還有std::vector和其他 c++-containers 。

但是，對於原始 C 指針（ char * 、 Py_UNICODE*及其不同的轉世是一個例外 - 請參閱后面的示例）沒有這種自動轉換 - 因為首先不可能這樣做，因為 Cython 沒有不知道指針指向的數組的長度（它到底是不是數組？）。

在這種情況下唯一的解決方案是：必須手動將內存的內容轉換為 python 列表（或它對應的任何 python 類型），這里以函數convert_to_python為例：

%%cython 
cdef convert_to_python(double *ptr, int n):
    cdef int i
    lst=[]
    for i in range(n):
        lst.append(ptr[i])
    return lst

cdef double *ptr=[1,2,3]
print(convert_to_python(ptr,3))

最值得注意的是， convert_to_python獲取元素的數量作為參數 - Cython 缺少信息。

順便說一句：Cython 會自動將已知長度的 C 數組轉換為 Python 對象，例如：

%%cython 
cdef double arr[3] # length (=3) known to Cython 
arr[:]=[1,2,3]
print(arr)

編譯沒有問題。

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char * ， signed char * ， unsigned char * ， Py_UNICODE *和它們的const Py_UNICODE *是“特殊的”，因為它們可以自動轉換為bytes -object ( char * ) 或unicode Py_UNICODE * ( Py_UNICODE * )，假設它是一個以空字符結尾的 C 字符串（即字符\\0表示結束）。 因此，可以編寫類似於

cdef char a[3] 
a = [90,0,90]   # ord('Z') = 90
print(a)        # char[3] decays to char *
# b"Z"

如您所見，結果不是 b"Z\\x00Z"，因為字符串在第一個 `\\0' 處被自動截斷。 為確保整個字符串轉換為字節對象，必須指定長度：

print(a[:3]) 
# b"Z\x00Z"

但是，如果字符數組中沒有\\0 ，則會出現問題，這可能導致段錯誤（讀取越界）。