转换为指向Cython扩展类的指针

Question

我是一名新手，刚开始接触Cython，请多包涵。我试图将一些数据转换为扩展类的指针。该类本质上是一个增强版的结构体。在我的.pxd文件中声明如下：

cdef class Field:

    cdef:
        np.float64_t u                   # x velocity
        np.float64_t v                   # y velocity
        np.float64_t w                   # z velocity

    cdef update(self)

当然，这是在 .pyx 文件中实现的。在我的驱动代码中，我有一个 np.float64_t 的 4 维数组。前三维表示 x、y 和 z。第四维应该表示这三个值 u, v, w。我在纯 Python 驱动程序中分配了网格，然后将网格传递给 Cython 文件。在 Cython 文件中，我进行了如下转换：

curr_grid_element = (<Field *> &grid[xx, yy, zz, 0])
curr_grid_element.update()

但是当我这样做时，我会收到错误：指向基类型不能是Python对象。

这让我很困惑，因为我认为Field是纯C编写的。

- The Wind-Up Bird

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Field 是一个 C 结构体，其中包含了您指定的字段 u、v 和 w，但它还包含了标准的 Python 引用计数机制。因此，您不能真正将一个 grid 数组重新解释为一个 Field，因为它不包含相同的引用计数字段。 - DavidW

Answer 1

Cython的扩展类型extension types不会翻译成C结构，而是翻译成Python内置类型。从高层次来看，这意味着Field是一个Python类，它恰好是用C实现的，就像list或ndarray一样。在更低的层次上，Cython确实使用C结构来实现扩展类型，但这些结构具有您没有考虑到的字段。即用于跟踪其类型的字段和用于引用计数的另一个字段（可能还有其他字段）。

我认为你想要的是结构体，而不是扩展类型。请尝试以下内容：

cdef struct Field:
    np.float64_t u                   # x velocity
    np.float64_t v                   # y velocity
    np.float64_t w                   # z velocity

- Bi Rico

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非常感谢。昨天经过一番思考，我得出了相同的结论。但是现在当我将一个Field *（即我的网格）传递给在.pyx文件中使用cdef定义的函数时，我会收到错误消息“无法将Field *转换为Python对象”。为什么它会将指向Field的指针转换为对象，而函数接受的是Field *？我现在正在使用手机，稍后可以发布代码。 - The Wind-Up Bird