如何构造含非连续缓冲区的Python对象使PyBuffer_IsContiguous返回False

Python C API里的PyBuffer_IsContiguous函数用来验证对象的缓冲区是否连续。你尝试的几个示例都没得到预期结果，下面逐个分析原因，再给出可行的构造方法：

无效示例分析 #

示例1：字节切片拼接的bytearray #

a = b"123"
b = b"456"
c = bytearray(a[0:1] + b[0:1])
# 即使id(b[0]) == id(c[1])，该对象仍返回连续缓冲区
# 谁执行了复制？原因是什么？有哪些规则？

这里的核心是切片拼接操作会触发内存复制：字节串的切片是原对象的视图，但+运算符拼接两个切片时，会创建一个新的连续字节序列，再把这个序列传给bytearray构造函数。最终bytearray的内存是连续分配的，所以PyBuffer_IsContiguous返回True。id(b[0]) == id(c[1])只是因为Python对单个字节对象做了缓存，和c的内存连续性无关。

示例2：NumPy转置数组 #

np.zeros((2, 3)).T
# PyObject_GetBuffer失败，未返回跨步数组

NumPy转置后的数组是原数组的视图，本身是非连续的，但你调用PyObject_GetBuffer时大概率没传入正确的标志。默认情况下，该函数会尝试获取连续缓冲区，对于非连续的NumPy数组会直接失败。需要指定PyBUF_STRIDES或PyBUF_FULL_RO这类允许返回跨步缓冲区的标志，才能成功获取非连续的缓冲区。

示例3：带步长的memoryview切片 #

memoryview(b"123")[::2]
# PyObject_GetBuffer失败，未返回跨步数组

和NumPy的情况类似，带步长的memoryview确实是非连续的，但PyObject_GetBuffer默认不允许返回跨步缓冲区。必须在调用时传入PyBUF_STRIDES标志，才能获取到非连续的缓冲区结构，此时PyBuffer_IsContiguous才会返回False。

可行的构造方法 #

1. 带步长的memoryview + 正确的缓冲区请求标志 #

在C API中调用PyObject_GetBuffer时，传入PyBUF_STRIDES | PyBUF_FULL_RO标志，以memoryview(b"123")[::2]为例，就能获取到非连续的缓冲区，PyBuffer_IsContiguous会返回False。

2. NumPy非连续数组 + 正确的缓冲区请求标志 #

创建转置或其他非连续的NumPy数组（比如np.zeros((2,3))[:, ::2]），然后在C API中用PyBUF_STRIDES标志请求缓冲区，就能得到非连续的内存布局，让PyBuffer_IsContiguous返回False。

3. 自定义实现缓冲协议的对象 #

自己编写一个Python扩展类型，实现缓冲协议的getbuffer方法，返回一个具有跨步（strides）的非连续缓冲区结构。这种方式可以完全控制缓冲区的布局，确保PyBuffer_IsContiguous返回False。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Criminal_Affair_At_SO