C语言 指针类型与PyArray_SimpleNew不匹配

Question

我正在使用C API为Numpy为Python创建一个模块，并遇到了与PyArray_SimpleNew输出的奇怪不兼容，我想了解这一点。但首先举一个最小的例子：

# include <Python.h>
# include <numpy/arrayobject.h>
void foo()
{
    Py_Initialize();
    import_array();
    npy_intp dims[1] = {42};
    PyObject * A = PyArray_SimpleNew(1,dims,NPY_DOUBLE); // Line A
    Py_Finalize();
}
int main()
{
    foo();
    return 0;
}

如果我用 gcc source.c -lpython2.7 -I/usr/include/python2.7 --pedantic 编译它，我得到（参考 A 行）：

ISO C 禁止将对象指针转换为函数指针类型

因此，显然，出于某种原因，PyArrayObject应该是函数指针。

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根据文档（例如，这里），PyArray_SimpleNew返回的类型为 PyObject *，因此上述内容应该完全没问题。此外，我没有得到其他返回PyObject *函数的类似警告。

现在，虽然这只是我们正在谈论的一个警告，并且我的程序使用PyArray_SimpleNew按预期工作，但所有这些都表明 Numpy C API 没有像我认为的那样工作（或有一个错误）。因此，我想了解这背后的原因。

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我在以下系统上制作了上述内容：

GCC 4.7.2
• （Debian 4.7.2-5）， Numpy 1.6.2
GCC 4.8.2
• （Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1）， Numpy 1.8.2

在这两种情况下，情况都会随着# define NPY_NO_DEPRECATED_API NPY_1_8_API_VERSION而改变。

Answer 1

为了回答您为什么收到有关"ISO C 禁止将对象指针转换为函数指针类型"的警告的问题，我检查了 numpy 的源代码。

PyArray_SimpleNew 是第 125 行numpy/ndarrayobject.h中定义的宏：

#define PyArray_SimpleNew(nd, dims, typenum) 
        PyArray_New(&PyArray_Type, nd, dims, typenum, NULL, NULL, 0, 0, NULL)

这会将 A 行扩展为：

PyObject * A = PyArray_New(&PyArray_Type, 1, dims, typenum, NULL, NULL, 0, 0, NULL); // Line A

PyArray_New本身就是第 1017 行numpy/__multiarray_api.h中定义的宏：

#define PyArray_New 
        (*(PyObject * (*)(PyTypeObject *, int, npy_intp *, int, npy_intp *, void *, int, int, PyObject *)) 
         PyArray_API[93])

这会将 A 行扩展为：

PyObject * A = (*(PyObject * (*)(PyTypeObject *, int, npy_intp *, int, npy_intp *, void *, int, int, PyObject *))
                PyArray_API[93])(&PyArray_Type, 1, dims, typenum, NULL, NULL, 0, 0, NULL); // Line A

这个复杂的表达式可以简化为：

// PyObject * function93(PyTypeObject *, int, npy_intp *, int, npy_intp *, void *, int, int, PyObject *)
typedef PyObject * (*function93)(PyTypeObject *, int, npy_intp *, int, npy_intp *, void *, int, int, PyObject *);
// Get the PyArray API function #93, cast the function pointer to its
// signature, and call it with the arguments to `PyArray_New`.
PyObject * A = (*(function93) PyArray_API[93])(&PyArray_Type, 1, dims, typenum, NULL, NULL, 0, 0, NULL); // Line A

导致禁止转换的部分是：

*(function93) PyArray_API[93]

在 807、810 和 812 行的numpy/__multiarray_api.h中，PyArray_API声明为void ** .所以PyArray_API[93]是一个void *（即一个对象指针），它被强制转换为函数指针。

我不太熟悉NumPy或其C-api，但看起来你是正确使用它。NumPy恰好使用了一些非标准的，未定义的GCC 支持但 ISO 标准不支持的内部行为（即 NumPy 不能通过 ISO 标准移植）。

参见 [SciPy-User] NumPy C API：将指针投射到对象到指针到函数从何而来？