NumPy C-API: npy_intp PyArray_ITEMSIZE() 関数以外の要素サイズ取得方法: PyArray_GetDescr() , PyArray_NBYTES() , マクロ

2024-04-27

NumPy C-API: npy_intp PyArray_ITEMSIZE() 関数解説

npy_intp PyArray_ITEMSIZE() 関数は、NumPy 配列の要素サイズのバイト数を取得するC言語関数です。これは、NumPy C-APIの一部であり、NumPy 配列の要素データにアクセスするために必要となります。

詳細

PyArray_ITEMSIZE() 関数は、以下の引数を取ります。

arr: 要素サイズを取得したいNumPy 配列

この関数は、npy_intp 型の値を返します。npy_intp は、ネイティブ整数型よりも大きい整数値を格納するために使用される型です。

例

#include <numpy/arrayobject.h>

int main() {
  PyArrayObject *arr;
  npy_intp itemsize;

  // NumPy 配列を作成
  arr = PyArray_ZEROS(10, NPY_INT32);

  // 要素サイズを取得
  itemsize = PyArray_ITEMSIZE(arr);

  // 要素サイズを出力
  printf("要素サイズ: %ld バイト\n", itemsize);

  // NumPy 配列を解放
  Py_DECREF(arr);

  return 0;
}

この例では、PyArray_ZEROS() 関数を使用して、10個の要素を持つゼロで初期化された NPY_INT32 型のNumPy 配列を作成します。その後、PyArray_ITEMSIZE() 関数を使用して、この配列の要素サイズのバイト数を取得し、printf() 関数を使用して出力します。

補足

PyArray_ITEMSIZE() 関数は、NumPy 配列のデータ型によって異なる値を返します。例えば、NPY_INT32 型の配列の場合は 4 バイト、NPY_FLOAT64 型の配列の場合は 8 バイトを返します。
PyArray_ITEMSIZE() 関数は、NumPy 配列の次元数に依存しません。すべての次元で同じ要素サイズを持つNumPy 配列に対してのみ使用できます。
NumPy 配列の要素データにアクセスするには、PyArray_BYTES() 関数と併用する必要があります。

NumPy C-API: npy_intp PyArray_ITEMSIZE() 関数を使ったサンプルコード集

要素サイズの取得と要素データへのアクセス

この例では、PyArray_ITEMSIZE() 関数を使用して要素サイズを取得し、PyArray_BYTES() 関数を使用して要素データへのポインタを取得する方法を示します。さらに、要素データに対してループ処理を行い、各要素の値を出力します。

#include <numpy/arrayobject.h>

int main() {
  PyArrayObject *arr;
  npy_intp *ptr;
  npy_intp i;

  // NumPy 配列を作成
  arr = PyArray_ZEROS(10, NPY_INT32);

  // 要素サイズを取得
  npy_intp itemsize = PyArray_ITEMSIZE(arr);

  // 要素データへのポインタを取得
  ptr = (npy_intp *)PyArray_BYTES(arr);

  // 各要素の値を出力
  for (i = 0; i < 10; i++) {
    printf("要素 %ld: %ld\n", i, ptr[i]);
  }

  // NumPy 配列を解放
  Py_DECREF(arr);

  return 0;
}

特定の要素へのアクセス

この例では、PyArray_ITEMSIZE() 関数を使用して要素サイズを取得し、インデックスを使用して特定の要素にアクセスする方法を示します。さらに、その要素の値を変更し、変更後の値を出力します。

#include <numpy/arrayobject.h>

int main() {
  PyArrayObject *arr;
  npy_intp itemsize;
  npy_intp index = 5;
  npy_intp value = 100;

  // NumPy 配列を作成
  arr = PyArray_ZEROS(10, NPY_INT32);

  // 要素サイズを取得
  itemsize = PyArray_ITEMSIZE(arr);

  // 特定の要素へのポインタを取得
  npy_intp *ptr = (npy_intp *)PyArray_BYTES(arr) + index * itemsize;

  // 要素の値を取得
  npy_intp original_value = *ptr;

  // 要素の値を変更
  *ptr = value;

  // 変更後の値を出力
  printf("要素 %ld の値: 変更前: %ld, 変更後: %ld\n", index, original_value, value);

  // NumPy 配列を解放
  Py_DECREF(arr);

  return 0;
}

二次元NumPy 配列の要素へのアクセス

この例では、二次元NumPy 配列に対して PyArray_ITEMSIZE() 関数を使用して要素サイズを取得し、インデックスを使用して要素にアクセスする方法を示します。さらに、その要素の値を変更し、変更後の値を出力します。

#include <numpy/arrayobject.h>

int main() {
  PyArrayObject *arr;
  npy_intp itemsize;
  npy_intp rows = 3;
  npy_intp cols = 5;
  npy_intp row_index = 1;
  npy_intp col_index = 2;
  npy_intp value = 200;

  // 二次元NumPy 配列を作成
  arr = PyArray_ZEROS(rows * cols, NPY_INT32);

  // 要素サイズを取得
  itemsize = PyArray_ITEMSIZE(arr);

  // 特定の要素へのポインタを取得
  npy_intp *ptr = (npy_intp *)PyArray_BYTES(arr) +
                  (row_index * cols + col_index) * itemsize;

  // 要素の値を取得
  npy_intp original_value = *ptr;

  // 要素の値を変更
  *ptr = value;

  // 変更後の値を出力
  printf("要素 (%ld, %ld) の値: 変更前: %ld, 変更後: %ld\n",
         row_index, col_index, original_value, value);