CTypes

Python中的ctypes模块可能是Python调用C方法中最简单的一种。ctypes模块提供了和C语言兼容的数据类型和函数来加载dll文件,因此在调用时不需对源文件做任何的修改。也正是如此奠定了这种方法的简单性。

示例如下

实现两数求和的C代码,保存为add.c

  1. //sample C file to add 2 numbers - int and floats
  2. #include<stdio.h>
  3. int add_int(int,int);
  4. float add_float(float,float);
  5. int add_int(int num1,int num2){
  6. return num1 + num2;
  7. }
  8. float add_float(float num1,float num2){
  9. return num1 + num2;
  10. }

接下来将C文件编译为.so文件(windows下为DLL)。下面操作会生成adder.so文件

  1. #For Linux
  2. $ gcc -shared -Wl,-soname,adder -o adder.so -fPIC add.c
  3. #For Mac
  4. $ gcc -shared -Wl,-install_name,adder.so -o adder.so -fPIC add.c

现在在你的Python代码中来调用它

  1. from ctypes import*
  2. #load the shared object file
  3. adder = CDLL('./adder.so')
  4. #Find sum of integers
  5. res_int = adder.add_int(4,5)
  6. print"Sum of 4 and 5 = "+ str(res_int)
  7. #Find sum of floats
  8. a = c_float(5.5)
  9. b = c_float(4.1)
  10. add_float = adder.add_float
  11. add_float.restype = c_float
  12. print"Sum of 5.5 and 4.1 = ", str(add_float(a, b))

输出如下

  1. Sum of 4and5=9
  2. Sum of 5.5and4.1=9.60000038147

在这个例子中,C文件是自解释的,它包含两个函数,分别实现了整形求和和浮点型求和。

在Python文件中,一开始先导入ctypes模块,然后使用CDLL函数来加载我们创建的库文件。这样我们就可以通过变量adder来使用C类库中的函数了。当adder.add_int()被调用时,内部将发起一个对C函数add_int的调用。ctypes接口允许我们在调用C函数时使用原生Python中默认的字符串型和整型。

而对于其他类似布尔型和浮点型这样的类型,必须要使用正确的ctype类型才可以。如向adder.add_float()函数传参时, 我们要先将Python中的十进制值转化为c_float类型,然后才能传送给C函数。这种方法虽然简单,清晰,但是却很受限。例如,并不能在C中对对象进行操作。