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我想 Cythonizepyx脚本的一部分，其中涉及使用复数的 numpy 数组。python 脚本的相关部分如下所示：

M = np.dot(N , Q)

在我的工作中N，Q和M是带有复数条目的 numpy 数组。

具体来说，我想将矩阵转移到代码中并N在.QC++C++

虽然我知道使用指向C++脚本的指针传输实值 numpy 数组的方法，然后使用 cython，但我对如何处理具有复杂值的 numpy 数组感到有些困惑。

这就是我试图将数组从现在转移pyx到C++现在的方式。

import numpy as np
cimport numpy as np

cdef extern from "./matmult.h" nogil:
    void mult(double* M, double* N, double* Q)

def sim():    
    cdef:
        np.ndarray[np.complex128_t,ndim=2] N = np.zeros(( 2 , 2 ), dtype=np.float64)
        np.ndarray[np.complex128_t,ndim=2] Q = np.zeros(( 2 , 2 ), dtype=np.float64)  
        np.ndarray[np.complex128_t,ndim=2] M = np.zeros(( 2 , 2 ), dtype=np.float64)          

    N = np.array([[1.1 + 2j,2.2],[3.3,4.4]])
    Q = np.array([[3.3,4.4+5j],[5.5,6.6]])  

    mult(&M[0,0], &N[0,0], &Q[0,0])
    print M

这是我的 C++ 代码：

#include "matmult.h"
using namespace std;

int main(){}

void mult(double *M, double *N, double *Q)
{
  double P[2][2], A[2][2], B[2][2];

  for (int i=0; i<2; i++)
  {
    for (int j=0; j<2; j++)
    {
      A[i][j] = *( N + ((2*i) + j) );
      B[i][j] = *( Q + ((2*i) + j) );
      P[i][j] = 0;      
    }
  }

  for (int i=0; i<2; i++)
  {
    for (int j=0; j<2; j++)
    {
      for (int k=0; k<2; k++)
      {
         P[i][j] += A[i][k]*B[k][i];  
      }
    }
  }  

  for (int i=0; i<2; i++)
  {
    for (int j=0; j<2; j++)
    {
      *( M + ((2*i) + j) ) = P[i][j];      
    }
  }
}

当我使用 cython 编译它时，出现以下错误

mat.pyx:17:27: Cannot assign type 'double complex *' to 'double *'

我会很感激在这里得到一些帮助。

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2 回答 2

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此错误消息告诉您出了什么问题：

mat.pyx:17:27：无法将类型“double complex *”分配给“double *”

也就是说，您有一个来自 numpy 的双复数指针（指向 complex128 numpy dtype 的指针），并且您正在尝试使用双指针将其传递给 C++ 函数。C++ 需要能够处理复数，所以如果你改变你的 double* -> std::complex 这应该可以解决你的问题

void mult(double *M, double *N, double *Q)

变成

#include <complex>
void mult(std::complex<double> *M, std::complex<double> *N, std::complex<double> *Q)

numpy 矩阵乘法是否不足以满足您的用例？Cython 可能是矫枉过正。

编辑：好的，我终于得到了一些东西，处理 C++ std::complex 和 C double _Complex 类型有点奇怪。

cppmul.pyx：

import numpy as np
cimport numpy as np

cdef extern from "./matmult.h" nogil:
    void mult(np.complex128_t* M, np.complex128_t* N, np.complex128_t* Q)

def sim():
    cdef:
        np.ndarray[np.complex128_t,ndim=2] N = np.zeros(( 2 , 2 ), dtype=np.complex128)
        np.ndarray[np.complex128_t,ndim=2] Q = np.zeros(( 2 , 2 ), dtype=np.complex128)
        np.ndarray[np.complex128_t,ndim=2] M = np.zeros(( 2 , 2 ), dtype=np.complex128)

    N = np.array([[1.1 + 2j,2.2],[3.3,4.4]])
    Q = np.array([[3.3,4.4+5j],[5.5,6.6]])

    mult(&M[0,0], &N[0,0], &Q[0,0])
    print M

matmul.c：

#include "matmult.h"

void mult(complex_t *M, complex_t *N, complex_t *Q)
{
  complex_t P[2][2], A[2][2], B[2][2];

  for (int i=0; i<2; i++)
  {
    for (int j=0; j<2; j++)
    {
      A[i][j] = *( N + ((2*i) + j) );
      B[i][j] = *( Q + ((2*i) + j) );
      P[i][j] = 0;
    }
  }

  for (int i=0; i<2; i++)
  {
    for (int j=0; j<2; j++)
    {
      for (int k=0; k<2; k++)
      {
         P[i][j] += A[i][k]*B[k][i];
      }
    }
  }

  for (int i=0; i<2; i++)
  {
    for (int j=0; j<2; j++)
    {
      *( M + ((2*i) + j) ) = P[i][j];
    }
  }
}

matmult.h：

#include <complex.h>

typedef double _Complex complex_t;
void mult(complex_t *M, complex_t *N, complex_t *Q);

设置.py：

from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
from distutils.extension import Extension
import numpy as np

sourcefiles = ['cppmul.pyx', 'matmult.c']

extensions = [Extension("cppmul",
                        sourcefiles,
                        include_dirs=[np.get_include()],
                        extra_compile_args=['-O3']
)]

setup(
    ext_modules = cythonize(extensions)
)

运行后python setup.py build_ext --inplace导入并按预期运行

import cppmul
cppmul.sim()

结果：

[[15.73 +6.6j 15.73 +6.6j]
 [43.56+16.5j 43.56+16.5j]]
于 2018-02-27T08:26:45.437 回答
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尝试这个

    #include "matmult.h"
 using namespace std;

int main(){}

void mult(double *M, double *N, double *Q)
{
 double P[2][2], A[2][2], B[2][2];

 for (int i=0; i<2; i++)
 {
for (int j=0; j<2; j++)
{
  A[i][j] = *( N + ((2*i) + j) );
  B[i][j] = *( Q + ((2*i) + j) );
  P[i][j] = 0;      
  }
  }

  for (int i=0; i<2; i++)
  {
    for (int j=0; j<2; j++)
    {
    for (int k=0; k<2; k++)
    {
       P[i][j] += A[i][k]*B[k][i];  
     }
 }
}  

for (int i=0; i<2; i++)
 {
  for (int j=0; j<2; j++)
  {
  *(  ((2*i) + j) )+ M = P[i][j];      
  }
 }
}
于 2018-02-27T07:49:17.573 回答