如何扁平化一个memoryview？

Question

我有一个 memoryview，其步幅不是很规则，就像下面这样:

>>> mv.strides
(96, 32, 8)

我想将这个memoryview对象写入一个socket，但我的网络库似乎只支持mv.strides == (1,)的memoryview。在Python中是否有一种方法可以使这个memoryview变平（flatten）？

>>> flatten(mv).strides
(1,)

理想情况下，这不会影响底层字节也不需要复制。我可以使用NumPy来完成这个任务，但如果可能的话，我更喜欢保持通用性。

编辑：以下是一些生成此类memoryview的代码。

In [1]: import numpy as np
In [2]: x = np.ones((2, 3, 4))
In [3]: x.data
Out[3]: <memory at 0x7f371aa849a8>

In [4]: x.data.strides
Out[4]: (96, 32, 8)

- MRocklin

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这个 memoryview 的源头是什么？那不是基本的 Python 类或概念。我只知道 cython 有这个术语。 - hpaulj

@hpaulj 这是一个 Python 概念: memoryview. 但是了解我们所讨论的确切的 memoryview 是有好处的。 - MSeifert

Memoryviews 确实是 Python 的一部分。它们通常被数值计算社区广泛使用。我的用户经常将它们作为 numpy 计算的结果提供，但我更希望有一个不以 numpy 为中心的解决方案。 - MRocklin

如果您不想要一个以numpy为中心的答案，请添加使用Python内置的东西创建一个的代码。 - martineau

Answer 1

仅为澄清，您可能已经知道这一点，但我认为最好确保：

• 步幅元组的长度表示维数的数量，因此(1, )和(8, )都是一维的，而(10, 2)和(20, 1)都是二维的。
• 对于C连续数组，步幅元组中的最后一个元素表示内存视图中项目大小。这并不总是正确的：有时值会填充，那么它将比实际项目大小更大 - 但在大多数情况下，它代表项目大小。

因此，您不仅想要将内存视图展平，而且应该将其展平并具有项目大小为1。

在Python 3.3中，添加了memoryview.cast方法，使得展平数组变得轻而易举：

cast(format[, shape])

将一个内存视图转换为新的格式或形状。shape默认为[byte_length//new_itemsize]，这意味着结果视图将是一维的。返回值是一个新的内存视图，但缓冲区本身不会被复制。支持的转换为1D -> C连续和C连续 -> 1D。

目标格式限制为struct语法中的单个元素本地格式。其中一个格式必须是字节格式（'B'、'b'或'c'）。结果的字节长度必须与原始长度相同。

因此，只有在转换为char (c)、unsigned char (B)或signed chars (b)并且它是C连续时才有效。

>>> import numpy as np

>>> memview = memoryview(np.ones((2, 3, 4)))
>>> memview.cast('b').strides   # or 'B' or 'c'
(1, )

然而，它被压缩并解释为1字节值。如果您只想将其压平，则需要再次将其转换为原始类型：

>>> memview.cast('b').cast(memview.format)

这将是一维的，但它不会有步幅为(1, )，因为浮点数占用8个字节（至少如果是float64）：

>>> memview.cast('b').cast(memview.format).strides
(8, )

- MSeifert

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一系列的 cast 调用适用于非字节格式：x.data.cast('B').cast('B',shape=[192]).cast('d')。但是 'd' 的步幅为 (8,)。因此，步幅为 (1,) 将需要一个兼容的格式。 - hpaulj

@hpaulj 噢，没错，但是使用 .cast('B').cast(memview.format) 更容易。这样就不需要指定形状了。 - MSeifert