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Python调用C语言?ctypes的5分钟之旅

off999 2024-09-29 16:07 14 浏览 0 评论

ctypes是一个内置的Python模块,使我们能够在Python中调用C语言库的功能。这篇文章将介绍ctypes基本框架,以开始使用Python调用C库的函数。

首先,创建目录(例如ctypes_example),包含3个部分:

  1. clib.c(我们的C库)
  2. clib.py(我们的Python脚本)
  3. 生成文件

您的目录应按以下方式组织:

让我们来详细了解每个部分的内容。

1. C库(clib.c)

该文件是我们的C库,这是一个非常简单的文件,包含一个简单的hello函数:stdout“ Hello,Python。我是C!”

请注意,此函数采用单个输入,times输入指定该短语将重复多少次。这使我们能够演示如何将Python中的值传递给C。

2. Python脚本(clib.py)

有3个主要部分需要重点理解,如下:

a. 将C库加载到Python中

Bash
C_library = ctypes.CDLL("clib.so"

我们通过加载C库(clib.c):ctypes.CDLL(<libpath>),其中<libpath>是指向共享库文件clib.so的相对指针。不要惊慌!该文件尚不存在,当我们运行Makefile时,将从clib.c生成该文件,详细信息见后文。

注意:clib.c中定义的所有函数均已成为C_library对象的方法。因此,我们可以通过Python调用C函数,如下所示:

b. 指定功能签名

Python是一种动态类型的语言,而C是静态类型的语言。如果您正在阅读这篇文章,我将假定您熟悉这种区别。如果不是,请先了解一些Python和C语言的语法差别。

Python和C之间的这种差异非常重要,因为我们通常希望在Python和C之间传递信息,ctypes将尝试推断数据类型。types允许我们显式指定函数签名(即与给定函数的输入和输出值关联的数据类型)。即我们可以这样做:

现在,我们可以指定函数的签名:

我们明确地告诉ctypes,发送给C函数的单个值是整数类型。

如果我们的函数返回一个值,我们还将指定返回的数据类型。以后的文章将对此进行详细介绍,但是就目前而言,例如,如果我们的功能say_hello是返回浮点数,则我们将指定预期输出值的数据类型,如下所示:

c. 调用C函数

hello_fxn很不错,您可以像使用其他任何Python函数一样使用它:

这会调用say_hello C 函数,即打印“ Hello,Python。我是C!” 5次。

3. Makefile

Makefile非常有用,出于我们的目的,我们只需要确保Makefile编译clib.c文件并生成clib.so,即ctypes要求的共享库文件。

因此,我们的Makefile非常简单,唯一要做的就是编写它。

要运行Makefile,我们只需导航到Makefile所在的ctypes_example目录,然后键入make 即可。

成功!现在,我们的clib.so文件已创建,并且我们的旅程即将结束。

4. 最后的步骤。

就像运行其他任何python脚本一样,只需运行我们的clib.py脚本,即可发现python clib.py的美妙之处:

您现在已经成功地用Python调用了一个C库,更多用法,可以参看ctypes官方文档。

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