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python - 使用 Ctypes 调用复杂的 c++ 代码

问题描述

我的问题是基于这个例子。不同的是，在我的 C++ 代码中，我有一个函数，它在该函数中启动一个自定义类的对象。在我的 python 代码中，我只想调用该函数。我不需要在 Python 中创建自定义类的对象。例如，我的 C++ 代码中有三个文件

foo.h

class foo {

public: 
        foo();
        void bar();
        int a;


};

foo.cpp

extern "C" {
    foo::foo () {
      a = 5;
    }


    void foo::bar(){
            std::cout << "Hello" << std::endl;
    };
}

主函数.cpp

extern "C" {
    void printStuff (int addNum) {
        foo fooArg;
        fooArg.a = fooArg.a + addNum;
        std::cout<<"Printing..."<<std::endl;
        std::cout<<fooArg.a<<std::endl;
    }
}

在我的 Python 代码中，我想创建一个调用printStuff. mainFunc.cpp我不需要foo在 Python 中启动一个对象。但是，有两个问题：

(1) 我使用extern "C"正确吗？

(2)我应该如何将这三个文件编译成共享库？我使用 g++。

标签： pythonc++ctypes

解决方案

(1) 我是否正确使用了 extern "C"？

不要放置extern ”C"方法定义。

的目的extern "C"是告诉编译器某些函数需要可作为 C 函数访问，即由 C 代码调用，或者由ctypes从共享对象加载和调用函数的其他库调用。

您要调用的唯一函数ctypes是printStuff，因此只有该函数应该是extern "C"。

尝试使用extern "C"这些方法可能无害g++（它们最终仍会__ZN3foo3barEv在导出表中命名为类似的名称），但您可能会收到警告，甚至是使用不同编译器的非运行库。

(2)我应该如何将这三个文件编译成共享库？我使用 g++。

您可能想编写Makefile或使用其他构建系统，但如果您想手动执行：

g++ -shared -o foo.so foo.cpp mainFunc.cpp

根据您的平台，您可能还需要手动指定-fPIC或-fpic。1

如果您想单独执行这些步骤：

g++ -c foo.cpp
g++ -c mainFunc.cpp
g++ -shared -o foo.so foo.o mainFunc.o

在这种情况下，如果需要 PIC 标志，则它位于前两行。

现在，要从 Python 中使用它：

$ python3
>>> import ctypes
>>> foo = ctypes.cdll.LoadLibrary('foo.so')
>>> foo.printStuff(10)
Printing...
15
>>> foo.printStuff("abc")
Printing...
116480373

当然，通常最好设置argtypesandrestype而不是ctypes猜测。它猜测 Python int10 应该转换为 C int10，效果很好，但它也猜测 Python str"abc" 应该转换为 C const char *，你最终得到指向字符串的指针的低 32 位缓冲区被用作int. 所以：

>>> foo.printStuff.argtypes = [ctypes.c_int]
>>> foo.printStuff.restype = None
>>> foo.printStuff(10)
Printing...
15
>>> foo.printStuff("abc")
ArgumentError: argument 1: <class 'TypeError'>: wrong type

你可能想写一个foo.py总结一下：

import ctypes
foo = ctypes.cdll.LoadLibrary('foo.so')
foo.printStuff.argtypes = [ctypes.c_int]
foo.printStuff.restype = None
printStuff = foo.printStuff

1. 从快速测试来看，x86_64 macOS、x86 macOS 或 x86_64 Linux 不需要，但 PowerPC Linux 需要-fpic，ARM64 Linux 需要-fPIC。但是，我实际上并没有运行所有这些。而且，除了 macOS（我确保使用 Homebrew gcc 8.2 和 Apple Clang 9.1 进行测试）之外，我不知道我拥有哪个编译器版本。

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