如何管理 ctypes 中的嵌套结构？

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何管理 ctypes 中的嵌套结构？

【英文标题】：How to manage nested structures in ctypes?

【发布时间】：2020-04-07 08:32:34

【问题描述】：

我有一个带有以下联合的 C++ 库：

typedef union DVersion

    uint32_t VMask;
    struct
    
        uint8_t Build;
        uint8_t Rev;
        uint8_t Min;
        uint8_t Maj;
    ;
DATA_VER;

还有一个结构体，其字段包含这个结构体

typedef struct DH

    uint16_t   Tok1;
    DATA_VER   DVersion;
    uint16_t   DataCount;
DataHeader

当我在 C++ 上使用这个 dll 时，它可以完美运行，在 C# 上也是如此。这样 DLL 就被验证了。

当我使用 ctypes 处理 Python 时，看起来字节数不对应。

我已经尝试过这些解决方案

解决方案 1：

class VER_Struct(Structure):
    _fields_ = [("Build", c_uint8),
                ("Rev",  c_uint8),
                ("Min",  c_uint8),
                ("Maj",  c_uint8)]

class DATA_VER(Union):
    _anonymous_ = ("u",)
    _fields_ = [("VMask", c_uint32, 32), 
                ("u",VER_Struct)]

class DataHeader(Structure):
    _fields_ = [("Tok1", c_uint16, 16),
                ("DVersion", DATA_VER),
                ("DataCount", c_uint16, 16)]

解决方案 2：

class DATA_VER(Union):
    _fields_ = [("VMask", c_uint32, 32), 
                ("Build", c_uint8),
                ("Rev",  c_uint8),
                ("Min",  c_uint8),
                ("Maj",  c_uint8)]

class DataHeader(Structure):
    _fields_ = [("Tok1", c_uint16, 16),
                ("DVersion", DATA_VER),
                ("DataCount", c_uint16, 16)]

在这两种情况下，Tok1 的值都正确，但 DVersion 和 DataCount 显示不正确。在我看来，由于嵌套结构，字节未对齐。

你能提示我我做错了什么吗？非常感谢您！

【问题讨论】：

也许检查什么是填充和对齐会有帮助？

谢谢，您知道我在哪里可以找到有关 ctypes 对齐的信息吗？

很高兴它有帮助，我以前从未使用过 ctypes :) 在这种解析器中，您可以根据经验法则记住检查接口上的两件事：1. padding ，2. endianness跨度>

【参考方案1】：

我发现了！

即使在 ctypes 文档中没有明确说明，包含 _pack_ = 1 在您的结构上。就我而言，它是：

class VER_Struct(Structure):
    _fields_ = [("Build", c_uint8),
                ("Rev",  c_uint8),
                ("Min",  c_uint8),
                ("Maj",  c_uint8)]

class DATA_VER(Union):
    _anonymous_ = ("u",)
    _fields_ = [("VMask", c_uint32, 32), 
                ("u",VER_Struct)]

class DataHeader(Structure):
    _pack_   = 1
    _fields_ = [("Tok1", c_uint16, 16),
                ("DVersion", DATA_VER),
                ("DataCount", c_uint16, 16)]

希望这对其他人有帮助！

【讨论】：

一般情况下，如果结构打包的话，只需要打包。 C++/C# 代码中是否有#pragma pack 或等效语句？

我遇到的麻烦是我使用的是外部 DLL，我只有 .H 和 Dll

通常.H文件会有结构定义和包装声明（如果有的话）。