数组下标错误的无效类型'float [int]'并将变量传递给scipy.weave.inline

Question

我一直在玩 Scipy 的内联工具（通过 weave），但我遇到了一些麻烦。我的 C 生锈了，我感觉我缺少一些简单的东西。

下面的函数设计为采用 3D float32 numpy 数组。我正在使用大量网格化大气数据，但这应该适用于任何 3D 阵列。然后获取网格并获得跨轴 i 的算术平均值，对于每个点 j,k（即，如果 i 是时间轴，j 和 k 是纬度/经度，那么我对每个网格点的时间进行平均）。

我希望我的代码这样做并避免使用 numpy NaN（我相信 isnan() 在内联 C/C++ 中工作......？）。但是，无论是否这样做，我都无法让代码编译而不会出现以下错误：

tools.py: In function ‘PyObject* compiled_func(PyObject*, PyObject*)’:
tools.py:93:45: error: invalid types ‘float[int]’ for array subscript
tools.py:95:51: error: invalid types ‘float[int]’ for array subscript
tools.py: In function ‘PyObject* compiled_func(PyObject*, PyObject*)’:
tools.py:93:45: error: invalid types ‘float[int]’ for array subscript
tools.py:95:51: error: invalid types ‘float[int]’ for array subscript

我认为我正在正确声明和初始化，所以也许某些东西没有按照我认为的方式传递给 weave？如果有人可以帮助我解决这个问题，我会很高兴。这是函数：

from scipy.weave import inline

def foo(x):
    xi = np.shape(x)[0]
    xj = np.shape(x)[1]
    xk = np.shape(x)[2]
    code = """
           #line 87 "tools.py"
           int n;
           float out[xj][xk];
           for (int k = 0; k < xk; k++) {
               for (int j = 0; j < xj; j++) {
                   n = 0;
                   for (int i = 0; i < xi; i++) {
                       if (!isnan(x[i][j][k])) {
                           n += 1;
                           out[j][k] += x[i][j][k];
                       }
                   }
                   out[j][k] = out[j][k]/n;
               }
           }
           return_val = out;
           """
    awesomeness = inline(code, ['x', 'xi', 'xj', 'xk'], compiler = 'gcc')
    return(awesomeness)

Answer 1

您可以先在 python 中创建 out 数组，然后将其传递给 C++。在 C++ 中，您可以通过 Nx[0]、Nx[1]、Nx[2] 获得 x 的形状。您可以使用为数组定义的宏来访问它的元素。例如：X3(k,j,i) 与 python 中的 x[k,j,i] 相同，OUT2(j,i) 与 python 中的 out[j,i] 相同。您可以查看自动创建的 C++ 代码，以了解可用于数组的变量和宏。获取C++代码的文件夹：

from scipy import weave
print weave.catalog.default_dir()

我的编译器不支持 isnan()，所以我使用 tmp==tmp 来检查它。

# -*- coding: utf-8 -*-
import scipy.weave as weave
import numpy as np

def foo(x):
    out = np.zeros(x.shape[1:])
    code = """
    int i,j,k,n;
    for(i=0;i<Nx[2];i++)
    {
        for(j=0;j<Nx[1];j++)
        {
            n = 0;
            for(k=0;k<Nx[0];k++)
            {
                double tmp = X3(k,j,i);
                if(tmp == tmp) // if isnan() is not available
                {
                    OUT2(j,i) += tmp;
                    n++;
                }
            }
            OUT2(j,i) /= n;
        }
    }
    """
    weave.inline(code, ["x","out"], headers=["<math.h>"], compiler="gcc")
    return out

np.random.seed(0)    
x = np.random.rand(3,4,5)
x[0,0,0] = np.nan
mx = np.ma.array(x, mask=np.isnan(x))
avg1 = foo(x)
avg2 = np.ma.average(mx, axis=0)
print np.all(avg1 == avg2)

您还可以使用 blitz 转换器在 C++ 中访问数组。有关详细信息，请尝试 google：weave.converters.blitz

Answer 2

C 不支持像 out[xj][xk] 这样的动态数组大小调整。您要么必须对大小进行硬编码，要么使用 malloc 或 Weave 支持的东西来动态分配数据。