f2py无法修改inout数组且出现数组拷贝性能问题如何解决

• 参数声明不符合f2py语义：你给待修改数组phi声明的intent(in, overwrite)是非法组合，overwrite修饰符必须配合intent(inout)使用才能告知f2py直接修改输入数组的原始内存；另外你给rhs、Mx等只读参数添加了无意义的inplace修饰符，反而触发f2py不必要的内存检查逻辑。
• Python侧参数传递错误：numpy数组的.data是底层内存缓冲区对象，不是ndarray本身，f2py无法将缓冲区的修改关联同步到原ndarray，导致上层看到的数组没有变化。
• 视图属性触发强制拷贝：你的输入数组OWNDATA=False属于切片视图，且你没有给f2py声明数组维度和输入边界参数的依赖关系，f2py默认会将不符合预期形状/所有权的数组拷贝为临时数组，所有修改都作用在临时数组上，自然不会回写到原数组。

第一步：修改Fortran代码的f2py声明 #

对每个数组补充正确的intent和维度依赖声明：

! phi是唯一需要修改的数组，声明为inout+overwrite，明确维度依赖
REAL*8 phi(iphilo0:iphihi0, iphilo1:iphihi1, 0:nphicomp-1)     
cf2py intent(inout, overwrite) phi
cf2py depend(iphilo0, iphihi0, iphilo1, iphihi1, nphicomp) phi

! 只读数组删除inplace修饰，只留intent(in)，补充维度依赖
REAL*8 rhs(irhslo0:irhshi0, irhslo1:irhshi1, 0:nrhscomp-1)
cf2py intent(in) rhs
cf2py depend(irhslo0, irhshi0, irhslo1, irhshi1, nrhscomp) rhs

! Mx、My、Mz、Dinv按照同样规则修改，补充对应维度的depend声明即可

第二步：修改Python侧调用代码 #

删除所有.data后缀，直接传递ndarray本身：

GS.poissonop_gsrb(phi,phi.box.LoEnd()[0],phi.box.LoEnd()[1],phi.box.HiEnd()[0], phi.box.HiEnd()[1],
                  rhs,rhs.box.LoEnd()[0],rhs.box.LoEnd()[1],rhs.box.HiEnd()[0], rhs.box.HiEnd()[1],
                  Mx,Mx.box.LoEnd()[0],Mx.box.LoEnd()[1],Mx.box.HiEnd()[0], Mx.box.HiEnd()[1],
                  My,My.box.LoEnd()[0],My.box.LoEnd()[1],My.box.HiEnd()[0], My.box.HiEnd()[1],
                  Mz,Mz.box.LoEnd()[0],Mz.box.LoEnd()[1],Mz.box.HiEnd()[0], Mz.box.HiEnd()[1],
                  DInv,DInv.box.LoEnd()[0],DInv.box.LoEnd()[1],DInv.box.HiEnd()[0], DInv.box.HiEnd()[1],
                  L[0], L[1],H[0], H[1], whichPass, 
                  )

第三步：可选优化避免拷贝 #

如果仍有拷贝提示，可以对输入数组提前做一次F序拷贝获得所有权，再传入接口：

phi = np.asarray(phi, order='F')
rhs = np.asarray(rhs, order='F')
# 其他数组同理处理

编译时可添加额外参数-DF2PY_ASSUME_CONTIGUOUS=1，跳过f2py的连续性检查，进一步降低开销。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user3646557