10 python 扩展

Posted 2020-10-14

说起来扩展，基本就是在其他语言里调用C或者C++，因为这两个是效率最高的代码，而其他大多都是另外又封装的，所以效率较低。

当出现语言本身无法解决的效率问题时，就需要扩展调用其他代码。

因为我自己会C++，所以我就只记录调用C++。

其中调用DLL最为简单，所以在此自己mark一下。

正文开始：

C++中生成DLL就不废话了。需要特别注意的是据我所知VS2010之前的版本貌似只能编译成32位的DLL，但是我的电脑安装的是64位的python,调用32位的就会出错。

解决办法就是用VS2010，在2010中可以编译成64位的DLL。具体方法是在上边的win32中选择编辑新的方式，里边可以选。

接下来举个简单例子

 1 //hello.h
 2 #ifdef EXPORT_HELLO_DLL
 3 #define HELLO_API __declspec(dllexport)
 4 #else
 5 #define HELLO_API __declspec(dllimport)
 6 #endif
 7 extern "C"
 8 {
 9  HELLO_API int IntAdd(int , int);
10 }
11 
12 //hello.cpp
13 #define EXPORT_HELLO_DLL
14 #include "hello.h"
15 HELLO_API int IntAdd(int a, int b)
16 {
17  return a + b;
18 }

上述是两个文件，也就是C++中需要编译DLL的文件。

1 from ctypes import *
2 dll = cdll.LoadLibrary(‘hello.dll‘)
3 ret = dll.IntAdd(2, 4)
4 print（ret）

上述是调用DLL文件的代码，其实就是用到了ctypes库。

以上是一个"hello world"级别的程序，实际运用中更多的需要传递数据结构、字符串等，才能满足我们的需求。那么本示例将展示，如何传递数据结构参数，以及如何通过数据结构获取返回值。

 1 //hello.h
 2 #ifdef EXPORT_HELLO_DLL
 3 #define HELLO_API __declspec(dllexport)
 4 #else
 5 #define HELLO_API __declspec(dllimport)
 6 #endif
 7  
 8 #define ARRAY_NUMBER 20
 9 #define STR_LEN 20
10  
11 struct StructTest
12 {
13  int number;
14  char* pChar;
15  char str[STR_LEN];
16  int iArray[ARRAY_NUMBER];
17 };
18  
19 extern "C"
20 {
21  //HELLO_API int IntAdd(int , int);
22  HELLO_API char* GetStructInfo(struct StructTest* pStruct);
23 }
24 
25 //hello.cpp
26 #include <string.h>
27 #define EXPORT_HELLO_DLL
28 #include "hello.h"
29  
30 HELLO_API char* GetStructInfo(struct StructTest* pStruct)
31 {
32  for (int i = 0; i < ARRAY_NUMBER; i++)
33  pStruct->iArray[i] = i;
34  pStruct->pChar = "hello python!";
35  strcpy (pStruct->str, "hello world!");
36  pStruct->number = 100;
37  return "just OK";
38 }

GetStructInfo这个函数通过传递一个StructTest类型的指针，然后对对象中的属性进行赋值，最后返回"just OK".

编写Python调用代码如下，首先在Python中继承Structure构造一个和C DLL中一致的数据结构StructTest，然后设置函数GetStructInfo的参数类型和返回值类型，最后创建一个StructTest对象，并将其转化为指针作为参数，调用函数GetStrcutInfo，最后通过输出数据结构的值来检查是否调用成功：

from ctypes import *
ARRAY_NUMBER = 20;
STR_LEN = 20;
#define type
INTARRAY20 = c_int * ARRAY_NUMBER;
CHARARRAY20 = c_char * STR_LEN;
#define struct
class StructTest(Structure):
  _fields_ = [
    ("number", c_int),
    ("pChar", c_char_p),
    ("str", CHARARRAY20),
    ("iArray", INTARRAY20)
        ]
#load dll and get the function object
dll = cdll.LoadLibrary(‘hello.dll‘);
GetStructInfo = dll.GetStructInfo;
#set the return type
GetStructInfo.restype = c_char_p;
#set the argtypes
GetStructInfo.argtypes = [POINTER(StructTest)];
objectStruct = StructTest();
#invoke api GetStructInfo
retStr = GetStructInfo(byref(objectStruct));
#check result
print "number: ", objectStruct.number;
print "pChar: ", objectStruct.pChar;
print "str: ", objectStruct.str;
for i,val in enumerate(objectStruct.iArray):
  print ‘Array[i]: ‘, val;
print retStr;

 

最后要说一点，这些内容不是原创，只是我用别人的方法，自己验证时候遇到的问题，比如64位DLL的问题。

http://blog.csdn.net/bluehawksky/article/details/39082125 更详细的各种数据结构的传递可以看这个。