使用Python、C++和pybind11返回和传递原始POD指针(数组

使用Python、C++和pybind11返回和传递原始POD指针(数组)

在使用Python、C++和pybind11进行开发时，可以通过pybind11库来实现Python和C++之间的交互。pybind11是一个用于创建Python绑定的开源库，它提供了一组简单的接口，可以将C++代码封装为Python模块。

要返回和传递原始POD（Plain Old Data）指针（数组），可以使用pybind11的array和buffer接口。下面是一个示例代码：

#include <pybind11/pybind11.h>
#include <pybind11/numpy.h>

namespace py = pybind11;

// 返回原始POD指针
int* return_raw_pointer(int size) {
    int* arr = new int[size];
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        arr[i] = i;
    }
    return arr;
}

// 传递原始POD指针
void process_raw_pointer(int* arr, int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        arr[i] *= 2;
    }
}

// 将C++函数封装为Python模块
PYBIND11_MODULE(example, m) {
    m.def("return_raw_pointer", &return_raw_pointer, py::return_value_policy::take_ownership);
    m.def("process_raw_pointer", &process_raw_pointer);
}

在上面的代码中，return_raw_pointer函数返回一个动态分配的整数数组的原始指针。process_raw_pointer函数接受一个原始指针和数组的大小，并将数组中的每个元素乘以2。

要在Python中使用这些函数，可以按照以下步骤进行：

1. 使用pybind11编译C++代码生成扩展模块。可以使用CMake或者直接使用命令行编译器进行编译。
2. 在Python中导入生成的扩展模块：

import example

# 调用返回原始POD指针的函数
arr = example.return_raw_pointer(5)
print(arr)  # 输出：<capsule object "int *" at 0x7f8e7c0e0b70>

# 使用numpy将原始POD指针转换为数组
import numpy as np
arr_np = np.ctypeslib.as_array(arr, shape=(5,))
print(arr_np)  # 输出：[0 1 2 3 4]

# 调用传递原始POD指针的函数
example.process_raw_pointer(arr, 5)
print(arr_np)  # 输出：[0 2 4 6 8]

在上面的代码中，我们首先导入了生成的扩展模块example。然后，我们调用了return_raw_pointer函数，并使用numpy将返回的原始POD指针转换为数组。接下来，我们调用了process_raw_pointer函数，将数组传递给C++函数进行处理。最后，我们打印了处理后的数组。

这样，我们就可以使用Python、C++和pybind11来返回和传递原始POD指针（数组）了。

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