python中ctypes使用方法

2024-04-24 11:36:49 作者：平时不搬砖

这篇文章主要介绍了python中ctypes使用方法,包括 python和c中类型映射,操作结构体和联合体,需要定义结构体或联合体的类型,然后可以创建实例、访问其成员等,感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧

前段时间接到了一个需求是给一个蓝牙的SDK测试接口的稳定性，将SDK的接口文档给你了，需要每个接口都写一个对应的测试用例，SDK 是用c写的，而我python用的比较熟练些，所有记录下在ctypes库的使用方法。

1 python和c中类型映射

ctypes中数据类型

ctypes 类型	C 类型	Python 数据类型
c_bool	_Bool	bool (1)
c_char	char	单字符字节串对象
c_wchar	wchar_t	单字符字符串
c_byte	char	int
c_ubyte	unsigned char	int
POINTER(c_ubyte)	uchar*	int
c_short	short	int
c_ushort	unsigned short	int
c_int	int	int
c_uint	unsigned int	int
c_long	long	int
c_ulong	unsigned long	int
c_longlong	__int64 或 long long	int
c_ulonglong	unsigned __int64 或 unsigned long long	int
c_size_t	size_t	int
c_ssize_t	ssize_t 或 Py_ssize_t	int
c_float	float	float
c_double	double	float
c_longdouble	long double	float
c_char_p	char * (NUL terminated)	字节串对象或 None
c_wchar_p	wchar_t * (NUL terminated)	字符串或 None
c_void_p	void *	int 或 None

2 加载共享库

import ctypes  
# 加载本地的共享库，路径根据实际情况调整  
lib = ctypes.CDLL('./libexample.so')  # Linux/macOS平台  
# lib = ctypes.WinDLL('example.dll')  # Windows平台

3 调用函数

# 设置参数类型  
lib.add.argtypes = [ctypes.c_int, ctypes.c_int]  
# 设置返回类型  
lib.add.restype = ctypes.c_int  
# 调用C函数  
result = lib.add(2, 3)  
print(result)  # 输出：5

4 操作指针

在ctypes中，你可以使用pointer和byref来操作指针。

# 创建一个整数数组  
arr = (ctypes.c_int * 5)(1, 2, 3, 4, 5)  
# 获取指向数组首元素的指针  
ptr = ctypes.pointer(arr)  
# 通过指针访问数组元素  
print(ptr[0])  # 输出：1  
# 使用byref创建指向变量的指针  
x = ctypes.c_int(10)  
px = ctypes.byref(x)  
# 通过指针修改变量的值  
lib.increment(px)  # 假设有一个increment函数用于增加整数的值  
print(x.value)  # 输出：11

# 调用系统的库函数测试
from ctypes import c_int, c_float, create_string_buffer, CDLL, byref
c_lib = CDLL('/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6')
i = c_int()
f = c_float()
s = create_string_buffer(b"\000" * 32)
print(i.value, f.value, repr(s.value))
# brref 传入数据类型返回指针的地址， create_string_buffer返回的是指针
c_lib.sscanf(b"1 3.14 Hello", b"%d %f %s", byref(i), byref(f), s)
print(i.value, f.value, repr(s.value))

from ctypes import c_int, POINTER, cdll
i = c_int(42)   # 创建一个int类型变量
pi = POINTER(c_int)(i)  # 定义一个指向int类型的指针
print(pi.contents)   # 打印指针指向的内存地址
print(pi.contents.value)   # 打印指针指向的值
# 定义C库中的函数原型
sum_func = cdll.LoadLibrary('./test1.so').sums
sum_func.argtypes = [POINTER(c_int), POINTER(c_int)]    # 定义函数参数类型为指针类型
sum_func.restype = POINTER(c_int)   # 定义函数返回值类型为指针类型
pointer = POINTER(c_int)
# 调用sum()函数
a = c_int(1)
b = c_int(2)
c = sum_func(pointer(a), pointer(b))   # 将a、b的地址传递给sum()函数
print(c.contents.value)   # 打印返回值

5 操作结构体和联合体

你需要定义结构体或联合体的类型，然后可以创建实例、访问其成员等。

# 定义C语言的结构体类型  
class Point(ctypes.Structure):  
    _fields_ = [("x", ctypes.c_int), ("y", ctypes.c_int)]  
# 创建结构体的实例  
p = Point()  
p.x = 10  
p.y = 20  
# 将结构体的实例传递给C函数  
lib.print_point(p)  # 假设有一个print_point函数用于打印点的坐标

6 处理字符串

字符串通常以字符数组或字符指针的形式存在。在ctypes中，你可以使用create_string_buffer来创建C风格的字符串，或者使用c_char_p来操作字符串指针。

# 创建C风格的字符串  
c_str = ctypes.create_string_buffer(b"Hello, World!")  
# 将字符串传递给C函数  
lib.print_string(c_str)  # 假设有一个print_string函数用于打印字符串  
# 处理C语言中的字符串指针  
c_char_p_type = ctypes.POINTER(ctypes.c_char)  
c_char_p = c_char_p_type.from_buffer(c_str)  
lib.print_string_ptr(c_char_p)  # 假设有一个print_string_ptr函数接收字符串指针

7 回调函数

c 中很多实现异步的方式通过回调函数事件触发的方式，ctype中也能将ctype定义的函数传入c中执行

# include "stdio.h"
typedef int (*CallbackFunc)(int, int);
int c_sub(int x, int y){
    printf("c callback func\n");
    return x - y;
}
void call_callback(CallbackFunc callback){
    int result = callback(3, 4);
    printf("result from c: %d\n", result);
}

import ctypes
my_lib = ctypes.CDLL("./test2.so")
callback_type = ctypes.CFUNCTYPE(ctypes.c_int, ctypes.c_int, ctypes.c_int)
def python_sub(a, b):
    print("python callback func")
    return b - a
# 1.调用c中的函数，回调函数从python中传入
python_callback = callback_type(python_sub)
my_lib.call_callback(python_callback)
# 2.调用c中的函数，回调从c中传入
c_callback = callback_type(my_lib.c_sub)
my_lib.call_callback(c_callback)

到此这篇关于python中ctypes使用的文章就介绍到这了,更多相关python ctypes使用内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！