ctypes库的使用整理
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Python中ctypes的使用整理
ctypes是Python的一个外部库,提供和C语言兼容的数据类型,可以很方便地调用C DLL中的函数。ctypes的官方文档在这里。
1. ctypes基本数据类型映射表
参数类型预先设定好,或者在调用函数时再把参数转成相应的c_***类型。ctypes的类型对应如下:
ctypes type | C type | Python Type |
c_char | char | 1-character string |
c_wchar | wchar_t | 1-character unicode string |
c_byte | char | int/long |
c_ubyte | unsigned char | int/long |
c_bool | bool | bool |
c_short | short | int/long |
c_ushort | unsigned short | int/long |
c_int | int | int/long |
c_uint | unsigned int | int/long |
c_long | long | int/long |
c_ulong | unsigned long | int/long |
c_longlong | __int64 or longlong | int/long |
c_ulonglong | unsigned __int64 or unsigned long long | int/long |
c_float | float | float |
c_double | double | float |
c_longdouble | long double float | float |
c_char_p | char * | string or None |
c_wchar_p | wchar_t * | unicode or None |
c_void_p | void * | int/long or None |
对应的指针类型是在后面加上"_p",如int*是c_int_p等等。在python中要实现c语言中的结构,需要用到类。
2. 加载DLL
访问dll,首先需引入ctypes库
from ctypes import *
假设你已经有了一个的DLL(名字是add.dll),且该DLL有一个符合cdecl(这里强调调用约定是因为,stdcall调用约定和cdecl调用约定声明的导出函数,在使用python加载时使用的加载函数是不同的,后面会有说明)调用约定的导出函数Add。
stdcall调用约定:两种加载方式
Objdll = ctypes.windll.LoadLibrary("dllpath")
Objdll = ctypes.WinDLL("dllpath")
cdecl调用约定:也有两种加载方式
Objdll = ctypes.cdll.LoadLibrary("dllpath")
Objdll = ctypes.CDLL("dllpath")
其实windll和cdll分别是WinDLL类和CDll类的对象。
3. 调用DLL方法
加载dll后会返回一个DLL对象,使用其中的函数方法则相当于操作该对象的对应属性。
注意,经过stdcall声明的方法,如果不是用def文件声明的导出函数或者extern “C” 声明的话,编译器会对函数名进行修改
函数参数申明,通过设置函数的argtypes属性
函数返回类型,函数默认返回c_int类型,如果需要返回其他类型,需要设置函数的restype属性
4. 指针与引用
常用的通过调用ctypes类型的指针函数来创建指针实例:
from ctype import *
i = c_int(1)
pi = POINTER(i)
对指针实例赋值只会改变其指向的内存地址,而不是改变内存的内容,与其他语言类似,如需要可改变内容的字符串,可须使用create_string_buffer()
>>> p = create_string_buffer("Hello", 10) # create a 10 byte buffer
>>> print sizeof(p), repr(p.raw)
10 'Hello/x00/x00/x00/x00/x00'
不带参数的调用指针类型创建一个NULL指针, NULL指针有一个False布尔值
>>> null_ptr = POINTER(c_int)()
>>> print bool(null_ptr)
False
指针实例有一个contents属性,返回这个指针所指向的对象。
另外,byref()是用来传递引用参数,pointer()作为传参通常会创建一个实际的指针对象,当不需要实际指针对象时,则可使用byref()
5. 结构体类型处理
Structures和Unions必须继承Structure和Union基础类,它们都在ctypes模块中定义,每一个子类必须定义个_fields_属性,_fields_是一个二维的tuples列表,包含着每个field的name及type,这field类型必须是一个ctypes类型,如c_int,或者任何其他的继承ctypes的类型,如Structure, Union, Array, 指针等。
例如有一个简单结构,包含两个整型x和y,可如下初始化一个结构:
from ctypes import *
import types
class Test(Structure): _fields_ = [('x', c_int), ('y', c_char)]
test1 = Test(1, 2)
另外,如结构体用于链表操作,即包含指向结构体指针时,若直接定义:
from ctypes import *
import types
class Test(Structure): _fields_ = [('x', c_int), ('y', c_char), ('next', Test)]
则python会报错type未定义,:
from ctypes import *
import types
class Test(Structure): pass
Test._fields_ = [('x', c_int), ('y', c_char), ('next', POINTER(Test))]
6. 数组定义
数组包含一个固定数目的相同类型的实例,常用创建数组类型是对一个数据类型与一个正数相乘,例如:
ArrayType = Test * 10
初始化和使用数组: >>> from ctypes import *
>>> TenIntegers = c_int * 10
>>> ii = TenIntegers(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
>>> print ii
<c_long_Array_10 object at 0x...>
>>> for i in ii: print i,
7. 回调函数
ctypes可以从python可调用对象中创建一个c可调用的函数指针,这些通常被称为回调函数。
(这个等用到时,再仔细研究。。。)
8、编译
Windows下动态链接库的扩展名是dll,Linux下是so,Mac OS X下是dylib。这里为了方便起见,一律将扩展名设定为dll。
Windows MSVC 下编译命令:(启动Visual Studio命令提示)
cl /LD great_module.c /o great_module.dll
Windows GCC、Linux、Mac OS X下编译命令相同:
gcc -fPIC -shared -msse4.2 great_module.c -o great_module.dll
写一个Python程序测试它,这个Python程序是跨平台的:
from ctypes import *
great_module = cdll.LoadLibrary('./great_module.dll')
print great_module.great_function(13)
转载于:https://my.oschina.net/mickelfeng/blog/1505196
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