Python 外部函数调用库ctypes简介

Posted 2023-04-16

参考技术A 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 。

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。

创建简单的ctypes类型如下:

使用 .value 访问和改变值:

改变指针类型的变量值:

如果需要直接操作内存地址的数据类型：

下面的例子演示了使用C的数组和结构体:

创建指针实例

使用cast()类型转换

类似于C语言定义函数时，会先定义返回类型，然后具体实现再定义，当遇到下面这种情况时，也需要这么干:

可以简单地将"so"和"dll"理解成Linux和windows上动态链接库的指代，这里我们以Linux为例。注意，ctypes提供的接口会在不同系统上有出入，比如为了加载动态链接库， 在Linux上提供的是 cdll , 而在Windows上提供的是 windll 和 oledll 。

ctypes会寻找 _as_paramter_ 属性来用作调用函数的参数传入，这样就可以传入自己定义的类作为参数，示例如下:

用 argtypes 和 restype 来指定调用的函数返回类型。

这里我只是列出了 ctypes 最基础的部分，还有很多细节请参考官方文档。

这两天文章没有写，先是早出晚归出去玩了一整天，然后加班到凌晨3点左右，一天一篇计划划水得严重啊…

Python调用DLL动态链接库——ctypes使用

最近要使用python调用C++编译生成的DLL动态链接库，因此学习了一下ctypes库的基本使用。

ctypes是一个用于Python的外部函数库，它提供C兼容的数据类型，并允许在DLL或共享库中调用函数。

一、Python调用DLL里面的导出函数

1.VS生成dll

1.1 新建动态链接库项目

1.2 在myTest.cpp中输入以下内容：

// myTest.cpp : 定义 DLL 应用程序的导出函数。
//
#include "stdafx.h"
#define DLLEXPORT extern "C" __declspec(dllexport) //放在 #include "stdafx.h" 之后
//两数相加
DLLEXPORT int sum(int a, int b) 
    return a + b;

注意：导出函数前面要加  extern "C" __declspec(dllexport) ，这是因为ctypes只能调用C函数。如果不用extern "C"，构建后的动态链接库没有这些函数的符号表。采用C++的工程，导出的接口需要extern "C"，这样python中才能识别导出的函数。

1.3生成dll动态链接库

因为我的python3是64位的，所以VS生成的dll要选择64位的，如下所示：

 点击标题栏的 生成 -> 生成解决方案 

 

1.4 查看生成的dll动态链接库

2.Python导入dll动态链接库

用python将动态链接库导入，然后调用动态链接库的函数。为此，新建main.py文件，输入如下内容：

from ctypes import *

#----------以下四种加载DLL方式皆可—————————
# pDLL = WinDLL("./myTest.dll")
# pDll = windll.LoadLibrary("./myTest.dll")
# pDll = cdll.LoadLibrary("./myTest.dll")
pDll = CDLL("./myTest.dll")

#调用动态链接库函数
res = pDll.sum(1,2)
#打印返回结果
print(res)

运行结果如下所示：

 

二、Python调用DLL里面的实例方法更新全局变量值

 1.VS生成dll

1.1 添加 mainClass 类，内容如下：

mainClass.h：

#pragma once

extern int dta;
class mainClass

public:
    mainClass();
    ~mainClass();
    void produceData();
;

mainClass.cpp：

#include "stdafx.h"
#include "mainClass.h"

int dta = 0;

mainClass::mainClass()



mainClass::~mainClass()



void mainClass::produceData() 
    dta = 10;

 1.2 更改 myTest.cpp 内容

myTest.cpp：

#include "stdafx.h"
#define DLLEXPORT extern "C" __declspec(dllexport) //放在 #include "stdafx.h" 之后
#include "mainClass.h"

//返回实例方法里面更新数据后的值
DLLEXPORT int getRandData() 
    mainClass dataClass = mainClass();
    dataClass.produceData();
    return dta;

1.3 生成64位dll

2.Python导入dll动态链接库

明显可以看出，在C++里设置的全局变量的值已经从0变为10了，说明python可以通过调用dll里面的实例方法来更新全局变量值