python中的ctypes库初探

python ctypes

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• 1 Python中调用C语言库

1 Python中调用C语言库

Python中提供了ctypes标准库，用来调用C语言库中的函数。

1. 加载dll C语言函数存在不同的调用约定，常见的有stdcall和cdecl，这两种调用约定在Python中的调用函数需要区分:
   • stdcall的加载方式: dll = windll.LoadLibrary("dllpath") dll = WinDLL("dllpath")
   • cdecl的加载方式: dll = cdll.LoadLibrary("dllpath") dll = CDLL("dllpath")
2. 调用函数，传入参，返回值 C函数通过参数读取值，做处理后通过返回值传回。

   #include <stdlib.h>// file add.c#include <stdio.h>int add(const int a, const int b){    return a+b;}

   把C函数编译为.so库，执行一下命令： gcc -shared -fPIC -o libadd.so add.c

   from ctypes import *dll = CDLL("./libadd.so")print("add(1,2) = ", dll.add(1, 2))

   执行Python命令，查看执行情况: python3 ./add.py add(1,2) = 3

3. C函数通过参数传出值，即参数是指针的情况 C语言指针概念在ctypes中用pointer对应，如下示例:

   #include <stdlib.h>// file add.c#include <stdio.h>int add(const int a, const int b){    return a+b;}int add2(const int a, const int b, int *c){    if (NULL != c)        *c = a+b;    return a+b;}

   add2函数传入指针，并可通过指针输出值。 python调用函数如下:

   from ctypes import *dll = CDLL("./libadd.so")print("add(1,2) = ", dll.add(1, 2))out = c_int(0)ptr = pointer(out)out.value = 100print("out.value = ", out.value)dll.add2(2,3,ptr)print("add2(2, 3) = ", out.value)

   python3 ./add.py add(1,2) = 3 out.value = 100 add2(2, 3) = 5

4. 参数是结构体指针 结构体通过继承Structure类实现，各字段通过_{field定义，示例如下}:

   typedef struct{    int x;    int y;} Point;int add3(const Point a, const Point b, Point *c){    if (NULL == c)        return 255;    c->x = a.x + b.x;    c->y = a.y + b.y;    return 0;}

   Python中的定义如下:

   class Point(Structure):    _fields_ = ("x", c_int), ("y", c_int)    def __repr__(self):        return "(%d, %d)" % (self.x, self.y)p1 = Point(1,2)p2 = Point(5, 8)p3 = Point(0,0)ptr_p3 = pointer(p3)dll.add3(p1,p2,ptr_p3)print("add3(p1,p2) = ", p3)

   其中__repr__{是python的内置函数，这个是类的展示函数，相当于java语言中的toString}()函数。

5. 入参char*指针

   int pr(const char *name, char *out){    printf("Hello, %s\n", name);    sprintf(out, "Hello, %s\n", name);    return 0;}

   • 方法1

     sbuf = create_string_buffer(b'robin')out  = create_string_buffer(100)dll.pr(sbuf, out)print("1--", out.value)

   • 方法2

     sbuf2 = b'\0'*10pStr = c_char_p()pStr.value = sbuf2dll.pr(b'John', pStr)print("2--", sbuf2)

   • 方法3

     sbuf3 = b'\0'*20dll.pr(b'Rich', sbuf3)print("3--", sbuf3)

6. 字节序处理 _{fields定义的每个参数的类型后面可以定义bit位，示例如下}:

   int swap32(const int x){    return htonl(x);}

   Python中测试字节序如下:

   class Int(Structure):    _fields_ = [("uint8_0", c_int, 8),                ("uint8_1", c_int, 8),                ("uint8_2", c_int, 8),                ("uint8_3", c_int, 8)]    def __init__(self, i):        i0 = i & 0xFF        i1 = (i >> 8) & 0xFF        i2 = (i >> 16) & 0xFF        i3 = (i >> 24) & 0xFF        super().__init__(i0,i1,i2,i3)    def __repr__(self):        return "0x%08X" % ((self.uint8_3<<24) + \            (self.uint8_2<<16) + \            (self.uint8_1<<8) + \            (self.uint8_0))i = Int(0x12345678)i_big = dll.swap32(i)print( i, "0x%08X" % i_big)

   这里使用Int主要是为了测试bit的定义，这个用例用Python内置的int类型i_big=dll.swap32(0x12345678)就可以。

Date: 2013-07-28 17:56:36 中国标准时间

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Org version 7.8.11 with Emacs version 24

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