如何使用 ctypes 将 Python 列表列表转换为 C 数组？

Question

如此处所示 如何使用 ctypes 将 Python 列表转换为 C 数组？ 此代码将采用 Python 数组并将其转换为 C 数组。

import ctypes
arr = (ctypes.c_int * len(pyarr))(*pyarr)

对于列表的列表或列表的列表的列表，哪种方法可以做同样的事情？

例如，对于以下变量

list3d = [[[40.0, 1.2, 6.0, 0.3], [50.0, 4.2, 0, 0]], [[40.0, 1.2, 6.0, 0.3], [50.0, 4.2, 0, 0]], [[40.0, 1.2, 6.0, 0.3], [50.0, 4.2, 0, 0]]]

我尝试了以下方法，但没有成功：

([[ctypes.c_double * 4] *2]*3)(*list3d)
# *** TypeError: 'list' object is not callable

(ctypes.c_double * 4 *2 *3)(*list3d)
# *** TypeError: expected c_double_Array_4_Array_2 instance, got list

谢谢！

编辑：只是为了澄清一下，我试图获取一个包含整个多维数组的对象，而不是对象列表。该对象的引用将是需要 3D 数组的 C DLL 的输入。

Answer 1

它适用于元组如果你不介意先做一些转换：

from ctypes import *

list3d = [
    [[0.0, 1.0, 2.0, 3.0], [4.0, 5.0, 6.0, 7.0]], 
    [[0.2, 1.2, 2.2, 3.2], [4.2, 5.2, 6.2, 7.2]],
    [[0.4, 1.4, 2.4, 3.4], [4.4, 5.4, 6.4, 7.4]],
]

arr = (c_double * 4 * 2 * 3)(*(tuple(tuple(j) for j in i) for i in list3d))

检查它是否按行优先顺序正确初始化：

>>> (c_double * 24).from_buffer(arr)[:]
[0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 
 0.2, 1.2, 2.2, 3.2, 4.2, 5.2, 6.2, 7.2, 
 0.4, 1.4, 2.4, 3.4, 4.4, 5.4, 6.4, 7.4]

或者您可以创建一个空数组并使用循环对其进行初始化。

enumerate

覆盖

list

的行和列并将数据分配给切片：

arr = (c_double * 4 * 2 * 3)()

for i, row in enumerate(list3d):
    for j, col in enumerate(row):
        arr[i][j][:] = col

Answer 2

我做了相应的改变

a = [[[40.0, 1.2, 6.0, 0.3], [50.0, 4.2, 0, 0]], [[40.0, 1.2, 6.0, 0.3], [50.0, 4.2, 0, 0]], [[40.0, 1.2, 6.0, 0.3], [50.0, 4.2, 0, 0]]]
arr = (((ctypes.c_float * len(a[0][0])) * len(a[0])) * len(a))
arr_instance=arr()
for i in range(0,len(a)):
  for j in range(0,len(a[0])):
    for k in range(0,len(a[0][0])):
      arr_instance[i][j][k]=a[i][j][k]

arr_instance

就是你想要的。

Answer 3

我想要一个更通用和更明确的解决方案，所以我编写了这个递归函数，让我可以创建任意维度的列表。

import ctypes

def flatten_into_ctypes(l, ctype):
    result = []
    for i in l:
        if type(i) is list:
            result = result + (flatten_into_ctypes(i, ctype))
        else:
            result.append(ctype(i))
    return(result)

运行示例：

list3d = [
    [[0.0, 1.0, 2.0, 3.0], [4.0, 5.0, 6.0, 7.0]], 
    [[0.2, 1.2, 2.2, 3.2], [4.2, 5.2, 6.2, 7.2]],
    [[0.4, 1.4, 2.4, 3.4], [4.4, 5.4, 6.4, 7.4]],
]

out = flatten_into_ctypes(list3d, ctypes.c_double)

>>> out
[c_double(0.0), c_double(1.0), c_double(2.0), c_double(3.0),
 c_double(4.0), c_double(5.0), c_double(6.0), c_double(7.0),
 c_double(0.2), c_double(1.2), c_double(2.2), c_double(3.2),
 c_double(4.2), c_double(5.2), c_double(6.2), c_double(7.2),
 c_double(0.4), c_double(1.4), c_double(2.4), c_double(3.4),
 c_double(4.4), c_double(5.4), c_double(6.4), c_double(7.4)]