Python中ctypes的使用整理

ctypes是Python的一個外部庫，提供和C語言相容的資料型別，可以很方便地呼叫C DLL中的函式。ctypes的官方文件在這裡。

1. ctypes基本資料型別對映表

引數型別預先設定好，或者在呼叫函式時再把引數轉成相應的c_***型別。ctypes的型別對應如下:

對應的指標型別是在後面加上"_p"，如int*是c_int_p等等。在python中要實現c語言中的結構，需要用到類。

2. 載入DLL

訪問dll，首先需引入ctypes庫
from ctypes 

假設你已經有了一個的DLL（名字是add.dll)，且該DLL有一個符合cdecl（這裡強調呼叫約定是因為，stdcall呼叫約定和cdecl呼叫約定宣告的匯出函式，在使用python載入時使用的載入函式是不同的，後面會有說明）呼叫約定的匯出函式Add。
stdcall呼叫約定：兩種載入方式

Objdll = ctypes.windll.LoadLibrary("dllpath")  
Objdll = ctypes.WinDLL("dllpath")   

cdecl呼叫約定：也有兩種載入方式

Objdll = ctypes.cdll.LoadLibrary("dllpath")  
Objdll = ctypes.CDLL("dllpath")  

其實windll和cdll分別是WinDLL類和CDll類的物件。 

3. 呼叫DLL方法

載入dll後會返回一個DLL物件，使用其中的函式方法則相當於操作該物件的對應屬性。

注意，經過stdcall宣告的方法，如果不是用def檔案宣告的匯出函式或者extern “C” 宣告的話，編譯器會對函式名進行修改

函式引數申明，通過設定函式的argtypes屬性

函式返回型別，函式預設返回c_int型別，如果需要返回其他型別，需要設定函式的restype屬性

4. 指標與引用

常用的通過呼叫ctypes型別的指標函式來建立指標例項：

from ctype import *
i = c_int(1)
pi = POINTER(i)

對指標例項賦值只會改變其指向的記憶體地址，而不是改變記憶體的內容，與其他語言類似，如需要可改變內容的字串，可須使用create_string_buffer()

>>> p = create_string_buffer("Hello", 10)  # create a 10 byte buffer
>>> print sizeof(p), repr(p.raw)
10 'Hello/x00/x00/x00/x00/x00'

不帶引數的呼叫指標型別建立一個NULL指標， NULL指標有一個False布林值

>>> null_ptr = POINTER(c_int)() 
>>> print bool(null_ptr) 
False 

指標例項有一個contents屬性，返回這個指標所指向的物件。

另外，byref()是用來傳遞引用引數，pointer()作為傳參通常會建立一個實際的指標物件，當不需要實際指標物件時，則可使用byref()

5. 結構體型別處理

Structures和Unions必須繼承Structure和Union基礎類，它們都在ctypes模組中定義，每一個子類必須定義個_fields_屬性，_fields_是一個二維的tuples列表，包含著每個field的name及type，這field型別必須是一個ctypes型別，如c_int，或者任何其他的繼承ctypes的型別，如Structure, Union, Array, 指標等。

例如有一個簡單結構，包含兩個整型x和y，可如下初始化一個結構：

from ctypes import *
import types
class Test(Structure):
    _fields_ = [('x', c_int),
                ('y', c_char)]
test1 = Test(1, 2)

另外，如結構體用於連結串列操作，即包含指向結構體指標時，若直接定義：

from ctypes import *
import types
class Test(Structure):
    _fields_ = [('x', c_int),
                ('y', c_char),
                ('next', Test)]

則python會報錯type未定義，：

from ctypes import *
import types
class Test(Structure):
    pass
Test._fields_ = [('x', c_int),
                ('y', c_char),
                ('next', POINTER(Test))]

6. 陣列定義

陣列包含一個固定數目的相同型別的例項，常用建立陣列型別是對一個數據型別與一個正數相乘，例如：

ArrayType = Test * 10

初始化和使用陣列：

>>> from ctypes import *
>>> TenIntegers = c_int * 10
>>> ii = TenIntegers(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
>>> print ii
<c_long_Array_10 object at 0x...>
>>> for i in ii: print i,

7. 回撥函式

ctypes可以從python可呼叫物件中建立一個c可呼叫的函式指標，這些通常被稱為回撥函式。

（這個等用到時，再仔細研究。。。）