pybind11で、クラス内関数にfloatのポインタを与える方法

以下のようなfloatのポインタを引数として受け取るクラス内関数があるとき、どのようにpython側から呼べば良いのでしょうか？

#include <pybind11/numpy.h>
#include <pybind11/pybind11.h>

namespace py = pybind11;

class MyClass {
public:
  void myFunc(float *arr, int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
      arr[i] += 1.0f;
    }
  }
};

PYBIND11_MODULE(example, m) {
  py::class_<MyClass>(m, "MyClass")
      .def(py::init<>())
      .def("my_func", &MyClass::myFunc);
}

以下のようにpython側で呼んでいるのですが、エラーが出ていて困っている状況です。

import numpy as np
import sys
sys.path.append( "./build" )
import example

# Create an instance of MyClass
my_obj = example.MyClass()

# Create a NumPy array
arr = np.array([1.0, 2.0, 3.0], dtype=np.float32)

# Call myFunc with the NumPy array
my_obj.my_func(arr, arr.size)

# Print the updated array
print(arr)

以下がエラーです。

Traceback (most recent call last):
File "test2.py", line 13, in <module>
my_obj.my_func(arr, arr.size)
TypeError: my_func(): incompatible function arguments. The following argument types are supported:
1. (self: example.MyClass, arg0: float, arg1: int) -> None
Invoked with: <example.MyClass object at 0x7f987db50ef0>, array([1., 2., 3.], dtype=float32), 3

回答1件

自己解決

クラスをwrapするクラスを作成することで解決しました。

cpp
1#include <pybind11/pybind11.h>
2#include <pybind11/numpy.h>
3#include <pybind11/stl.h>
4
5namespace py = pybind11;
6
7class MyClass {
8public:
9  void myFunc(float *arr, int size) {
10    for (int i = 0; i < size; i++) {
11      arr[i] += 1.0f;
12    }
13  }
14};
15
16class MyClassWrapper {
17private:
18    MyClass my_py_class;
19public:
20    void myPyFunc(py::array_t<float> input_array, int size) {
21        // Get a pointer to the underlying data
22        float *data = static_cast<float *>(input_array.request().ptr);
23        
24        my_py_class.myFunc(data, size);
25    }
26};
27
28PYBIND11_MODULE(example, m) {
29    py::class_<MyClassWrapper>(m, "MyClassWrapper")
30      .def(py::init<>())
31      .def("myPyFunc", [](MyClassWrapper& wrapper, py::array_t<float> input_array, int size){
32          wrapper.myPyFunc(input_array, size);
33      });
34}

python側のコードは以下の通りです。

python
1import numpy as np
2import sys
3sys.path.append( "./build" )
4import example
5
6# Create an instance of MyClass
7my_obj = example.MyClassWrapper()
8
9# Create a NumPy array
10arr = np.array([1.0, 2.0, 3.0], dtype=np.float32)
11
12# Call myFunc with the NumPy array
13my_obj.myPyFunc(arr, arr.size)
14
15# Print the updated array
16print(arr)  #[2. 3. 4.]
17