高效地将字符串（或元组）转换为ctypes数组

Question

我有一段代码，它将PIL图像转换为ctypes数组，以便传递给C函数：

w_px, h_px = img.size
pixels = struct.unpack('%dI'%(w_px*h_px), img.convert('RGBA').tostring())
pixels_array = (ctypes.c_int * len(pixels))(*pixels)

但我正在处理大型图片，将这么多项解包为函数参数似乎明显很慢。我能做的最简单的事情是什么，以获得合理的加速？

我只是将其转换为元组作为中间步骤，因此如果不必要，那就更好了。

- Mu Mind

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还有(ctypes.c_int * n).from_buffer，你可以用它来处理字符串。我仍在尝试找到如何在不立即将PIL Image转换为字符串的情况下使用它。 - Kos

Answer 1

您可以首先构建一个未初始化的数组：

pixarray = (ctypes.c_int * (w_px * h_px))()

然后将图片的内容复制到其中：

# dylib in MacOSX, cdll.wincrt in Win, libc.so.? in Unix, ...
clib = ctypes.CDLL('libc.dylib')

_ = clib.memcpy(pixarray, im.tostring(), w_px * h_px * 4)

memcpy的返回值是一个你不关心的地址，所以我通过将其赋值给名称“单下划线”（按照惯例表示“我不关心这个”;-）来“吞掉”它。

编辑: 正如@Mu Mind在评论中指出的那样，后面的片段可以简化为使用ctypes.memmove，而无需去平台相关地查找clib：只需执行以下操作即可

_ = ctypes.memmove(pixarray, im.tostring(), w_px * h_px * 4)

- Alex Martelli

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看起来 ctypes.memmove 可以以跨平台的方式完成相同的操作：ctypes.memmove(pixarray, im.tostring(), w_pxh_px4) - Mu Mind

@Mu，非常棒，加一并感谢！让我相应地编辑答案。 - Alex Martelli

哎呀，看起来输出存在字节序问题。有什么建议吗？ - Mu Mind

很不幸，我认为 ctypes 没有交换字节的方式 -- array 模块可以这样做，你可以使用它来代替，使用数组的隐式缓冲区接口或 array.buffer_info（尽管后者仅用于向后兼容）。 - Alex Martelli