关于ctypes的那些事

2019.11.22

序：

自己已经好多天没有自主学习了，相比之下，其他人要么循规蹈矩地按照老师的学习进度，要么自己去折腾自己喜欢的东西去了； 换句话说，只有我自己仍然在原地踏步。所以实在是觉得自己这样下去不行了，所以就开始了这次关于《Python灰帽子》的学习。 以此来记录自己的学习进度。

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ctypes

一.概述

ctypes文档

ctypes是Python的外部函数库。它提供C兼容的数据类型，并允许在DLL或共享库中调用函数。它可以用于将这些库包装在纯Python中。 有了ctypes之后，Python就可以调用C（或C++）的函数，以达到协作的作用了。

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1. Python使用C函数

既然要使用Python和C/C++协作，那么Python能够使用它们的函数就变得十分必要了，以下就是其中一个实例。 例子将会调用printf()函数来打印字符串。注意注释的内容。

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• 例子：

from ctypes import *
import platform

message = "Hello world!\n"
# 使用platform.system() 来判断当前系统，因为不同系统printf()所在的dll库不同
if platform.system() == "Windows":
    msvcrt = cdll.msvcrt
    msvcrt.printf(b"Testing: %S ", message)  # 要使用原字符输出(b)，并使用%S而非%s输出
elif platform.system() == "Linux":
    libc = CDLL('libc.so.6')
    libc.printf(b"Testing: %S ", message)  # 要使用原字符输出(b)，并使用%S而非%s输出

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2. ctypes的数据类型

数据类型是许多高级语言中比较重要的一部分，也因此导致了不同的语言之间常常有不同的数据类型定义。 而ctypes为了解决这个问题，则自己规定了其数据类型，以方便各语言间数据类型的互相对应。 以下为数据类型对应表。

ctypes_type	C type	Python type
c_bool	_Bool	bool (1)
c_char	char	1-character string
c_wchar	wchar_t	1-character unicode string
c_byte	char	int/long
c_ubyte	unsigned char	int/long
c_short	short	int/long
c_ushort	unsigned short	int/long
c_int	int	int/long
c_uint	unsigned int	int/long
c_long	long	int/long
c_ulong	unsigned long	int/long
c_longlong	__int64 or long long	int/long
c_ulonglong	unsigned __int64 or unsigned long long	int/long
c_float	float	float
c_double	double	float
c_longdouble	long double	float
c_char_p	char * (NUL terminated)	string or None
c_wchar_p	wchar_t * (NUL terminated)	unicode or None
c_void_p	void *	int/long or None

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• 例子：

from ctypes import *

print(c_int())
print(c_ushort(-5))  # 无符号的负数，就会在65535倒着走几位数
"""output
c_ushort<65531>
"""
print(c_short(-5))
print(c_wchar_p("Hello world"))  # 指针直接打印的话会出现内存地址
print(c_wchar_p("Hello world").value)  # 使用value的话会打印变量的值

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3. Python中的结构体与联合体

C语言中比较经典的两个复合数据类型就是结构体和联合体，而这在Python中也得以实现，而这也会让Python更具有弹性。

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• 例子：

from ctypes import *

class struc(Structure):
    _fields_ = [
        ("number", c_int),  # 需要这样来定义变量，引号中为变量名
        ("char", c_char),  # 末尾的逗号是必须的
    ]

class unit(Union):
    _fields_ = [
        ("number", c_int),
        ("char", c_char),
        ("string", c_wchar_p * 8),  # 数组，或者理解为指针，空间的大小需要多少就乘多少
    ]

value = input("Enter the amount of barley to put into the beer vat:")
my_value = unit(int(value))  # 创建一个联合体对象，输入值这里选择择66
print("As int: %d" % my_value.number)  # output：66
print("As char: %s" % my_value.char) # output：B
print("As string : %s " % my_value.string) # output：对应的地址

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