python使用ctypes调用C/C++动态库

范潘达

两个吃树一个眼，你们躺下我表演~

python中使用ctypes模块可以在python中直接调用C/C++。首先要将C/C++编译成动态库（.dl或.so)，之后python中调用即可。

以 windows中的动态库为例（使用VS2015生成动态库，python版本为3.5)：

特别注意在调用C++函数需要在函数声明时，加入前缀“ extern "C" ”，这是由于C++支持函数重载功能，在编译时会更改函数名。在函数声明时，前缀extern "C"则确保按C的方式编译。

C/C++函数：

#include <stdio.h>     
#define DLLEXPORT extern "C" __declspec(dllexport)
DLLEXPORT int __stdcall add(int a, int b)
	int c;
	c = a + b;
	return c;
}

python:

import ctypes
Cfun = ctypes.WinDLL('./Ccode.dll/x64/Release/Ccode_dll.dll')  ##动态链接库所在目录
Num1 = ctypes.c_int(10)         ##创建第一个输入参数，将参数类型指定为c_int即C语言中的int类型
Num2 = ctypes.c_int(30)
Cfun.add.restype=ctypes.c_int   ##将C函数的返回值类型定位c_int即C语言中的int类型，如果不先声明类型在使用非int变量时，返回值会不对
Sum=Cfun.add(Num1,Num2)
print("Sum is %d"%Sum)

结果：

Sum is 40

类似的创建浮点数加法函数：

#include <stdio.h>     
#define DLLEXPORT extern "C" __declspec(dllexport)
DLLEXPORT float __stdcall add_float(float a, float b)
	return a+b;
}

import ctypes
Cfun = ctypes.WinDLL('./Ccode.dll/x64/Release/Ccode_dll.dll')  ##动态链接库所在目录
Num1 = ctypes.c_float(10.2)
Num2 = ctypes.c_float(20.5)
Cfun.add_float.restype=ctypes.c_float
Sum=Cfun.add_float(Num1,Num2)
print("Sum is %f"%Sum)

结果：

Sum is 30.700001

ctypes中的变量类型与C中对应如下：

ctypes数据类型                 C数据类型 
c_char                          char 
c_short                         short 
c_int                            int 
c_long                           long 
c_float                         float 
c_double                        double 
c_void_p                         void 
c_uint8                       unsigned char

指针的使用方法：

在C中创建add_point函数：

#define DLLEXPORT extern "C" __declspec(dllexport)
DLLEXPORT void __stdcall add_point(float* a, float* b, float* c)
	*c = *a + *b;
	*a = 129.7;
}

python:

import ctypes
Cfun = ctypes.WinDLL('./Ccode.dll/x64/Release/Ccode_dll.dll')  ##动态链接库所在目录
x1 = ctypes.c_float(1.9)
x2 = ctypes.c_float(10.1)
x3 = ctypes.c_float(0)
Cfun.add_point(ctypes.byref(x1), ctypes.byref(x2), ctypes.byref(x3)) ## ctypes.byref()将参数指定为C中的指针类型
print("Sum is %f,x1 is %f" % (x3.value, x1.value))  ##value代表变量的值

结果：

Sum is 12.000000,x1 is 129.699997

可以发现在C函数中更改指针的值，在python中确实被修改了。

接收C函数返回的指针：

DLLEXPORT int* __stdcall point(int* x)
	int* y=NULL;
	y = x;
	return y;
}

python:

x = ctypes.c_int(2560)
Cfun.point.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_int)  ##声明函数返回值为int*
y = Cfun.point(ctypes.byref(x))
print("y is %d" % y[0])

结果：

y is 2560

数组的使用方法：

在C中创建array函数：

#define DLLEXPORT extern "C" __declspec(dllexport)
DLLEXPORT void __stdcall array(int x[])
     printf("x[0]= %d x[1]=%d x[2]=%d x[3]=%d \n", *x,x[1],x[2],x[3]);
     *x = 100;
}

python:

import ctypes
Cfun = ctypes.WinDLL('./Ccode.dll/x64/Release/Ccode_dll.dll')  ##动态链接库所在目录
Array = ctypes.c_int * 4;  ##声明一维数组,数组长度为4
a = Array(0, 1, 2, 3)  ##初始化数组
Cfun.array(a)
print(a[0], a[1], a[2], a[3])

结果：

x[0]= 0 x[1]=1 x[2]=2 x[3]=3