python 调用 c++ dll库

制作c++ dll动态库给python调用

开发环境

• windows
• clion
• cmake
• python10，64位

概念

.dll文件：使用了动态链接， 运行时（windows平台）需要的文件
.lib： 使用了链接，编译时 需要的文件

一. 制作dll库

新建c++ lib项目，记得选share而不是static
没有二级目录

library.h

#ifndef MAKE_DLL_LIBRARY_H
#define MAKE_DLL_LIBRARY_H

#define MAKE_DLL_API __declspec(dllexport)

int MAKE_DLL_API hello(); 

#endif //MAKE_DLL_LIBRARY_H

tip: 加#pragma once 跟加1、2行和倒数一行 的效果相同

__declspec(dllexport) 这是必须要的，否则其他的cmake项目调用hello()会有不报错的错误

library.cpp

#include "library.h"
int hello() {
    return 0;
}

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.23)
project(make_dll)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
add_library(make_dll SHARED library.h library.cpp)

编译

二. 查看dll 信息

由于一般使用64位的python，所以需要选择64位的编译

1. 判断是 32位还是64位

• 使用命令dumpbin

• 用记事本打开dll文件
  在前几行找字符串 PE
  后面接有 L 就是32位，是 d 就是64位

2. clion cmake换32位或64位

clion ->file ->setting

我用的是visual studio自带的，可以在右边Architechture切换版本，x86是32位，amd不知什么东西

3. 查看dll中的内容

用软件查看，百度搜DLL Export Viewer，官网的最新版本(currentTime: 2023/01)好像有问题，在其他网站下就行了
如果没有使用__declspec(dllexport)将函数导出，dll文件中就没有内容

三. cmake项目调用外部库（测试）

一般情况下把测试程序目录放在项目目录下 同时改cmake就行了，不需要新建项目，但这里是新建了项目

直接看CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.23)
project(test_dll)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
message(${PROJECT_SOURCE_DIR}) # 查看变量
include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}) # 指定外部头文件路径
link_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}) # 指定lib文件路径

add_executable(test_dll main.cpp) # 可执行文件，生成exe
target_link_libraries(test_dll make_dll.lib) # 链接#
# 动态链接时，dll文件要放到exe的同级目录或其他目录， 静态库不用，编译时写进去了

四. python ctypes调用dll文件

使用ctype库更加方便

_dll_path = r'makd_dll.dll'
lib = ctypes.cdll.LoadLibrary(_dll_path)
lib.hello()

但似乎只能调用c编写的dll文件，调用c++编写的东西会出错，函数前要加extern "C"
头文件要这样导出函数

extern "C" __declspec(dllexport) void hello();
//或者
extern "C" {
	__declspec(dllexport) void hello();
}

关于ctypes方式下 的c++接口规范

这规范是自己试出来的，可能还需要改进

有了规范就不需要用python来测试接口，直接用c++来调试就行了

• python获取到的对象只是个void类型指针

dll = ctypes.cdll.LoadLibrary(dll_path)
dll.get_sim.restype = simType //没有指定*void类型将获得int类型的值
sim = self.dll.get_sim()

• 用数组代替vector之类的东西，或者，因为ctype支持结构体，而vector是结构体类型，可以在python端写一个vector结构体，具体没实现过
• 接口中用了数组

void setData(float* points);

这将出现一个问题，无法得知points的长度
可以约定points[0]表示数组的长度，或者

void setData(float* points， int point_len);

• 除结构体外，数组是最复杂的数据类型
• 从dll中获取数组类型的数据

float* getArray(){
	float result[4];
	result[0] = 10;
	return result;
}

这个函数在c++中得到的result[0] 为10，但python调用dll得到的却是个像地址的数字，猜想可能是调用这个函数后内存就被释放掉了
解决方法一：双重指针，简单试了试，好像没用
解决方法二：用指定了长度的数组

void getArray(float* result){ //result是个数组，长度要在python调用前指定
	result[0] = 10;
}

python调用

arr_type = ctypes.float * 10
arr_value = arr_type()
dll.getArray(arr_value)
pint([arr_value[i] for i in range(10)])

由于获取数组前先要获取到数组长度，再加一个函数

int getArrayLen();

其他方法没试过