代码之家 › 专栏 › 技术社区 › mfedoten

python和ctypes使用嵌套结构访问c++类

ctypes shared-libraries c++ python

mfedoten · 技术社区 · 7 年前

我有一个共享库和两个头文件。我可以通过使用创建绑定来使用库 swig .然而 swig公司 版本非常慢,我没有设法包括对的支持 numpy 阵列。我现在尝试使用 ctypes 。

第一个标题包含 extern "C" 通过宏(我不可用)导出3个函数的块。标题的简化版本如下所示:

...

class Foo;
typedef Foo* FOO_HANDLE;

#if !defined(__cplusplus)
#   error "C++ Compiler only"
#endif

extern "C"
{
    APIPROTOTYPE_EXT( MakeAlgo, FOO_HANDLE, (void) );

    APIPROTOTYPE_EXT( DestroyAlgo, void, ( FOO_HANDLE ) );

    APIPROTOTYPE_EXT( AlgoProcess, void, ( FOO_HANDLE, StructOne *, StructTwo *) );
}

通常,第一个功能 MakeAlgo 返回指向的实例的指针 Foo 类,第二个函数 DestroyAlgo 销毁实例和第三个函数 AlgoProcess 将两个结构作为输入,并在位修改它们的一些值。

第二个标题包含 StructOne 和 StructTwo 和一些常量。 结构二 包含多个嵌套结构。

在Python中,我使用 ctypes.Structure 。我没有在这里发布所有代码,但下面是我如何定义嵌套结构的示例:

class StructTwo(Structure):
    _fields_ = [("foo", StructFoo),
                ("dummy8", c_short)]

class StructFoo(Structure):
    _fields_ = [("bar", c_uint),
                ("reserv1", c_uint),
                ("reserv2", c_uint)]

然后,我的Python代码如下所示(假设结构位于 structures.py 文件):

from ctypes import *
from structures import StructOne, StructTwo

libfoo = ct.cdll.LoadLibrary(path/to/so/library)

makeAlgo = libfoo.MakeAlgo
makeAlgo.restype = c_void_p
makeAlgo.argtypes = []

destroyAlgo = libfoo.DestroyAlgo
destroyAlgo.restype = None
destroyAlgo.argtypes = [c_void_p]

submit = libfoo.AlgoProcess
submit.restype = None
submit.argtypes = [c_void_p, POINTER(StructOne), POINTER(StructTwo)]

handle = makeAlgo()

one = bar.StructOne()
two = bar.StructTwo()

submit(handle, byref(one), byref(two))
print(two.foo.bar)  # unsigned int, should output 1, got 196611000 instead

destroyAlgo(handle)

在创建指向 Foo公司 类,提交输入,我检查其中一个结构中的一些值,但它与预期结果不匹配。例如,我知道库只将其中一个字段设置为0或1,但我得到了一些奇怪的结果,比如196611000。

有人知道怎么了吗(可能有人有类似的问题)?这可能是我定义结构的方式吗?或者可能是指向未正确处理的C++类的指针?

编辑

我设法解决了最初的问题。看来我定义结构的方式不正确。应通过引用传递嵌套结构,而不是上述代码:

class StructTwo(Structure):
    _fields_ = [("foo", POINTER(StructFoo)),
                ("dummy8", c_short)]

class StructFoo(Structure):
    _fields_ = [("bar", c_uint),
                ("reserv1", c_uint),
                ("reserv2", c_uint)]

# Then to initialize the nested structure
foo = StructFoo()
two = StructTwo(pointer(foo))  # has to be pointer() not byref()

但是,现在要访问 StructFoo 的字段,我必须执行以下操作:

print(two.foo.contents.bar)

在实际代码中,我可能有多达4个嵌套级别。那么,有没有更优雅的方式进入他们的领域:

two.foo.contents.baz.contents.qux.contents.field_value

1 回复 | 直到 7 年前

mfedoten 7 年前

我的编辑不正确。

问题是一些结构是位域结构,指定每个域的宽度可以解决它:

class StructTwo(Structure):
    _fields_ = [("foo", StructFoo),
                ("dummy8", c_short)]

class StructFoo(Structure):
    _fields_ = [("bar", c_uint, 1),
                ("reserv1", c_uint, 8),
                ("reserv2", c_uint, 16)]

Bit-field structures in ctypes 。