Как преобразовать объект Python в std::vector типа расширения Cython и обратно?

Я использую Cython для переноса кода C++. Код содержит функцию, определенную как:

std::vector<ClassOut> analyze(std::vector<ClassIn> inputVec);

ClassIn и ClassOut являются типами расширения. Из Python я хотел бы иметь возможность вызывать эту функцию со списком или массивом numpy (все, что возможно и наиболее разумно). Я также хочу иметь доступ к типам расширений и изменять их, например:

запустить.py

from cythonCode.classIn import PyClassIn
from cythonCode.classOut import PyClassOut
from cythonCode.analyze import PyAnalyze

classIn_list = []
classIn_list.append(PyClassIn())
classIn_list.append(PyClassIn())
classOut_list = PyAnalyze(classIn_list)
print(classOut_list)

Обертки PyClassIn и PyClassOut работают нормально. Проблема заключается в простом переносе функции анализа с самого начала. Мою версию оболочки PyAnalyze можно найти ниже:

анализ.pxd

from libcpp.vector cimport vector
from classOut cimport ClassOut
from classIn cimport ClassIn, PyClassIn

cdef extern from "../cppCode/analyze.h":
  vector[ClassOut] analyze(vector[ClassIn])

анализировать.pyx

def PyAnalyze(vector<PyClassIn> inputVec)
  return analyze(inputVec)

В analysis.pyx наверняка есть ошибки. Я получаю сообщение об ошибке:

Python object type 'PyClassIn' cannot be used as a template argument

Оператор return также должен быть неверным. Cython жалуется на:

Cannot convert 'vector[ClassOut]' to Python object

У меня есть этот код в качестве минимального примера на https://github.com/zyzzler/cython-vector-minimal-example.git

EDIT: благодаря вашему вкладу я сейчас нахожусь в точке, где возвращаемый тип определения может быть обернут, но аргумент еще нет. Ссылка в первом комментарии предоставила отличную информацию о правильном типе возвращаемого значения. Итак, если я хочу обернуть функцию, определенную как:

std::vector<ClassOut> analyze(std::vector<float> inputVec);

все работает нормально! Однако мне приходится иметь дело с ClassIn типа расширения вместо float. Итак, ниже приведен код, который у меня есть сейчас:

анализировать.pyx

def PyAnalyze(classesIn):
  cdef vector[ClassOut] classesOut = analyze(classesIn)

  retval = PyClassOutVector()
  retval.move_from(move(classesOut))

  return retval

Приведенный выше код выдает ошибку:

Cannot convert Python object to 'vector[ClassIn]'

Причина этой ошибки ясна. "classesIn" - это список Python объектов PyClassIn, но для анализа (...) в качестве входных данных используется вектор [ClassIn]. Итак, вопрос в том, как преобразовать список Python в std::vector и/или из PyClassIn в ClassIn? Я пытался использовать ссылку rvalue и формализм конструктора перемещения, но это не сработало. Я также пытался сделать это с помощью такой функции:

cdef vector[ClassIn] list_to_vec(classInList):
  cdef vector[ClassIn] classInVec
  for classIn in classInList:
    classInVec.push_back(<ClassIn>classIn)
  return classInVec

Проблема здесь в операторе <ClassIn>classIn. В нем говорится:

no matching function for call to 'ClassIn::ClassIn(PyObject*&)'

Так что я действительно озадачен здесь. Как это можно решить? Я адаптировал код с минимальным примером в git, который я разместил выше.

EDIT2: чтобы предоставить дополнительную информацию для комментариев ниже. Теперь у меня есть оболочка для PyClassInVector точно такая же, как и для PyClassOutVector, см. ниже:

cdef class PyClassInVector:
  cdef vector[ClassIn] vec

  cdef move_from(self, vector[ClassIn]&& move_this):
    self.vec = move(move_this)

  def __getitem__(self, idx):
    return PyClassIn2(self, idx)

  def __len__(self):
    return self.vec.size()

cdef class PyClassIn2:
  cdef ClassIn* thisptr
  cdef PyClassInVector vector

  def __cinit__(self, PyClassInVector vec, idx):
    self.vector = vec
    self.thisptr = &vec.vec[idx]

В analyze.pxd я также добавил:

cdef extern from "<utility>":
  vector[ClassIn]&& move(vector[ClassIn]&&)

Теперь, основываясь на комментариях, в PyAnalyzefunction я бы сделал:

def PyAnalyze(classesIn):
  # classesIn is a list of PyClassIn objects and needs to be converted to a PyClassInVector
  classInVec = PyClassInVector()
  cdef vector[ClassOut] classesOut = analyze(classInVec.vec)

  retval = PyClassOutVector()
  retval.move_from(move(classesOut))

  return retval

Но, как говорится в комментарии к коду, как я могу получить список объектов PyClassIn (classesIn) в PyClassInVector (classInVec)?

EDIT3: представьте, что PyClassOut украшен атрибутом, который можно установить с помощью конструктора:

cdef class PyClassOut()
  def __cinit__(self, number):
    self.classOut_c = ClassOut(number)

  @property
  def number(self):
    return self.classOut_c.number

В run.py я делаю что-то вроде этого:

from cythonCode.classIn import PyClassIn
from cythonCode.classOut import PyClassOut
from cythonCode.analyze import PyAnalyze

classIn_list = []
classIn_list.append(PyClassIn(1))
classIn_list.append(PyClassIn(2))

classOut_list = PyAnalyze(classIn_list)

print(classOut_list[0].number)
print(classOut_list[1].number)

classOut_list по сути является retvalue из функции PyAnalyze. Возвращаемое значение — это объект PyClassOutVector. Итак, classOut_list[0] дает мне объект PyClassOut2 с индексом 0. Но здесь у меня нет доступа к атрибуту number. Также я заметил, что адрес classOut_list[1] совпадает с адресом classOut_list[0]. Я этого не понимаю. Я не совсем уверен, что делает «перемещение». Кроме того, я действительно хочу снова иметь список python как retvalue, в идеале с объектами PyClassOut вместо объектов PyClassOut2. Имеет ли это смысл? И возможно ли это?