Python 外部函数调用库ctypes简介

2.2.1. 加载动态链接库

2.2.2. 调用加载的函数

2.2.3. 设置个性化参数

2.2.4. 指定函数需要参数类型和返回类型

3. 题外话

参考资料 ctypes简介

一直对不同语言间的交互感兴趣,python和C语言又深有渊源,所以对python和c语言交互产生了兴趣。
最近了解了python提供的一个外部函数库 ctypes, 它提供了C语言兼容的几种数据类型,并且可以允许调用C编译好的库。
这里是阅读相关资料的一个记录,内容大部分来自官方文档。

数据类型

ctypes 提供了一些原始的C语言兼容的数据类型,参见下表,其中第一列是在ctypes库中定义的变量类型,第二列是C语言定义的变量类型,第三列是Python语言在不使用ctypes时定义的变量类型。

| ctypes type | C type | Python type | |--------------+----------------------------------------+----------------------------| | c_bool | _Bool | bool (1) | | 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_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 long long | 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 | | c_char_p | char * (NUL terminated) | string or None | | c_wchar_p | wchar_t * (NUL terminated) | unicode or None | | c_void_p | void * | int/long or None |

创建简单的ctypes类型如下:

>>> c_int() c_long(0) >>> c_char_p("Hello, World") c_char_p('Hello, World') >>> c_ushort(-3) c_ushort(65533) >>>

使用 .value 访问和改变值:

>>> i = c_int(42) >>> print i c_long(42) >>> print i.value 42 >>> i.value = -99 >>> print i.value -99 >>>

改变指针类型的变量值:

>>> s = "Hello, World" >>> c_s = c_char_p(s) >>> print c_s c_char_p('Hello, World') >>> c_s.value = "Hi, there" >>> print c_s c_char_p('Hi, there') >>> print s # 一开始赋值的字符串并不会改变, 因为这里指针的实例改变的是指向的内存地址,不是直接改变内存里的内容 Hello, World >>>

如果需要直接操作内存地址的数据类型:

>>> from ctypes import * >>> p = create_string_buffer(3) # create a 3 byte buffer, initialized to NUL bytes >>> print sizeof(p), repr(p.raw) 3 '\x00\x00\x00' >>> p = create_string_buffer("Hello") # create a buffer containing a NUL terminated string >>> print sizeof(p), repr(p.raw) # .raw 访问内存里存储的内容 6 'Hello\x00' >>> print repr(p.value) # .value 访问值 'Hello' >>> p = create_string_buffer("Hello", 10) # create a 10 byte buffer >>> print sizeof(p), repr(p.raw) 10 'Hello\x00\x00\x00\x00\x00' >>> p.value = "Hi" >>> print sizeof(p), repr(p.raw) 10 'Hi\x00lo\x00\x00\x00\x00\x00' >>>

下面的例子演示了使用C的数组和结构体:

>>> class POINT(Structure): # 定义一个结构,内含两个成员变量 x,y,均为 int 型 ... _fields_ = [("x", c_int), ... ("y", c_int)] ... >>> point = POINT(2,5) # 定义一个 POINT 类型的变量,初始值为 x=2, y=5 >>> print point.x, point.y # 打印变量 2 5 >>> point = POINT(y=5) # 重新定义一个 POINT 类型变量,x 取默认值 >>> print point.x, point.y # 打印变量 0 5 >>> POINT_ARRAY = POINT * 3 # 定义 POINT_ARRAY 为 POINT 的数组类型 # 定义一个 POINT 数组,内含三个 POINT 变量 >>> pa = POINT_ARRAY(POINT(7, 7), POINT(8, 8), POINT(9, 9)) >>> for p in pa: print p.x, p.y # 打印 POINT 数组中每个成员的值 ... 7 7 8 8 9 9

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