我是不是正确使用 ctypes 来对这个结构进行 python 化？

Posted 2023-02-17

【中文标题】我是不是正确使用 ctypes 来对这个结构进行 python 化？

【英文标题】：Am I using ctypes correctly to pythonify this struct?我是否正确使用 ctypes 来对这个结构进行 python 化？

【发布时间】：2014-09-13 00:32:31

【问题描述】：

我正在尝试使用 python 的 ctypes 与 this DLL 交谈。许多函数采用或返回HGRABBER 类型：

typedef struct HGRABBER_t__  int unused;  HGRABBER_t;
#define HGRABBER HGRABBER_t* 

（完整的头文件可以查看here）。下面是一个返回 HGRABBER 类型的函数原型示例：

HGRABBER __stdcall IC_CreateGrabber();

这是我在 python 中实现此结构并使用它从 DLL 调用该函数的尝试：

import ctypes as C
class GrabberHandle(C.Structure):
    _fields_ = [('unused', C.c_int)]

dll = C.windll.LoadLibrary('tisgrabber_x64.dll')
dll.create_grabber = dll.IC_CreateGrabber
dll.create_grabber.argtypes = []
dll.create_grabber.restype = GrabberHandle
my_handle = dll.create_grabber()

这似乎可行，但我担心我做错了。我没有使用 C 的经验，而且我认为我不理解定义 HGRABBER 类型的 typedef 和 #define 语句。 我是否正确调用IC_CreateGrabber？我是否应该将 GrabberHandle 定义为指向结构的指针，而不是结构？

感谢阅读，如果我能以某种方式澄清我的问题，请告诉我。

【参考方案1】：

您说得对，您实际上想要POINTER 到Structure，而不是Structure 本身。

将 C 翻译成英文，非常松散（如果您尝试学习 C，这种方式会很危险，但足以使用 ctypes）：

struct 将一个名为 struct HGRABBER_t__ 的类型定义为一个包含一个 int 的结构。 typedef 定义了一个名为HGRABBER_t 的类型，作为struct HGRABBER_t__ 的同义词。 #define 将名为 HGRABBER 的类型定义为指向 HGRABBER_t 的指针。

所以，您的GrabberHandle 相当于HGRABBER_t； HGRABBER 的等价物是：

GrabberHandlePtr = C.POINTER(GrabberHandle)

所以你想要这个：

dll.create_grabber.restype = GrabberHandlePtr

可能很难调试差异。一个只有int 的C 结构看起来与内存中的int 相同。在 Win32 上，int 和指针都是 32 位值。一个名为 unused 的 int 很可能充满了无意义的垃圾，因此很难将它与您不小心视为 int 的指针区分开来。所以一切看起来都很好，直到您稍后在代码中段错误 30 行并且不知道出了什么问题。 :)

【讨论】：

您的答案对我来说似乎是正确的，但另一个答案与您相矛盾。通常我可以通过运行代码来判断谁是对的，但这次似乎不是，因为你提到的原因（直到后来没有崩溃）。有没有办法证明哪个答案是正确的，或者我应该在这里凭直觉走？

@Andrew，未使用的int 是不必要的。重要的是指针中的地址，它可能用于 C++ 对象。在 64 位系统上将结果设置为 4 字节结构是错误的；截断指针地址。您可以改用c_void_p，但为了更好地使用指向结构的指针的类型安全棒。您不需要定义_fields_。你可以使用HGRABBER = POINTER(type('HGRABBER', (Structure,), ))。

@eryksun：关于使用指向空结构的指针来表示 Win32 API 中经常使用的那种“不透明句柄”的好建议。

【参考方案2】：

这个库做你想做的事：https://github.com/morefigs/py-ic-imaging-control :)

但为了回答您的问题，该库使用代码：

from ctypes import *
import os

class GrabberHandle(Structure):
    pass
GrabberHandle._fields_ = [('unused', c_int)]

# set and check path
dll_path = os.path.join(os.path.expanduser('~'),
                        'Documents\\The Imaging Source Europe GmbH\\TIS Grabber DLL\\bin\\win32\\tisgrabber.dll')
with open(dll_path) as thefile:
    pass

# open DLL
_ic_grabber_dll = windll.LoadLibrary(dll_path)

# create grabber
create_grabber = _ic_grabber_dll.IC_CreateGrabber
create_grabber.restype = POINTER(GrabberHandle)
create_grabber.argtypes = None

# get handle
handle = create_grabber()

编辑：根据 abarnert 的回答，将代码更改为使用指向 GrabberHandle 的指针，因为这是正确的。但是，在这种特殊情况下，我没有发现任何实际差异（使用 32 位 DLL），可能是因为 GrabberHandle 结构非常简单。

【讨论】：

我同意代码可以正常工作，但是当我对代码进行微不足道的修改时会出现访问冲突，我认为这可能是相关的。另外我使用的是 64 位，我认为您使用的是 32。

无关，但是当您在这里时：set_format 方法是怎么回事？如果调用它会崩溃，但是文档不是说在获取图像之前必须设置接收器格式吗？

您需要使用 64 位 DLL 吗？您使用的是 64 位 Python 吗？他们必须匹配。我正在使用 32 位 Python 和 DLL（在 64 位 Windows 7 上）。

你在set_format() 中发现了一个错字错误，我现在已经在 GitHub 上修复了。

C 作为一种弱类型语言，要求将对象指针转换为适当大小的整数，然后在使用之前将其转换回以保证安全。在您的 32 位 Python 上，int 是任何对象指针的适当大小的整数。所以，你可以逃脱惩罚。