设置numpy.ndarray.data属性报错：Python3.8与3.9版本兼容问题

问题现象 #

以下代码在Python3.8环境中可正常执行：

import numpy as np
import ctypes
img = np.empty((10, 10), dtype=np.uint8)
a=(ctypes.c_uint8 * 100)()
img.data=a

但在Python3.9中运行时会抛出错误：

Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in 
AttributeError: attribute 'data' of 'numpy.ndarray' objects is not writable

查看该数组的flags属性，WRITEABLE标记明明为True：

img.flags
  C_CONTIGUOUS : True
  F_CONTIGUOUS : False
  OWNDATA : True
  WRITEABLE : True
  ALIGNED : True
  WRITEBACKIFCOPY : False

原因解析 #

ndarray.data属性的可写性和数组的WRITEABLE标记是完全独立的两个概念：

• 数组的WRITEABLE标记控制的是数组元素是否允许被修改，比如img[0,0] = 255这类操作的合法性。
• 而ndarray.data是指向数组底层缓冲区的指针属性，在NumPy 1.20及以后版本中，该属性被改为只读，目的是避免用户直接修改指针导致内存管理混乱、缓冲区失效等问题。Python3.9通常搭配的NumPy版本已更新到这一规范，因此会触发错误；而Python3.8对应的旧版NumPy中data属性仍为可写，所以能正常运行。

替代解决方案 #

如果需要将ctypes数组与NumPy数组关联，推荐使用np.frombuffer方法，这是NumPy官方认可的安全用法，在Python3.9及更高版本中均可正常工作：

import numpy as np
import ctypes

# 创建ctypes数组
a = (ctypes.c_uint8 * 100)()
# 从ctypes数组的缓冲区创建NumPy数组并调整形状
img = np.frombuffer(a, dtype=np.uint8).reshape(10, 10)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者gamesun