包含数组的 ctypes 结构答案

【问题标题】：ctypes struct containing arrays包含数组的 ctypes 结构
【发布时间】：2018-05-21 10:48:48
【问题描述】：

我正在尝试使用ctypes。我对操作包含数组的 C 结构感兴趣。考虑以下my_library.c

#include <stdio.h>


typedef struct {

    double first_array[10];
    double second_array[10];

} ArrayStruct;


void print_array_struct(ArrayStruct array_struct){

    for (int i = 0; i < 10; i++){
        printf("%f\n",array_struct.first_array[i]);
    }

}

假设我已经在共享库 my_so_object.so 中编译了它，我可以通过 Python 执行类似的操作

import ctypes
from ctypes import *

myLib = CDLL("c/bin/my_so_object.so")


class ArrayStruct(ctypes.Structure):
    _fields_ = [('first_array', ctypes.c_int * 10), ('second_array', ctypes.c_int * 10)]

    def __repr__(self):
        return 'ciaone'


myLib.print_array_struct.restype = None
myLib.print_array_struct.argtype = ArrayStruct

my_array_type = ctypes.c_int * 10
x1 = my_array_type()
x2 = my_array_type()

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

x1[0:9] = a[0:9]

a = [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]

x2[0:9] = a[0:9]

print(my_array_type)
>>> <class '__main__.c_int_Array_10'>

print(x1[2])
>>> 3

print(x2[2])
>>> 13

x = ArrayStruct(x1, x2)

print(x.first_array[0:9])
>>> [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

到目前为止一切顺利：我已经创建了正确的类型，并且一切似乎都运行良好。但后来：

myLib.print_array_struct(x)
>>> 0.000000
>>> 0.000000 
>>> 0.000000
>>> 0.000000
>>> 0.000000
>>> 0.000000
>>> 0.000000
>>> 0.000000
>>> 0.000000
>>> 0.000000

我显然错过了一些东西。 ArrayStruct 类型已被识别（否则调用 myLib.print_array_struct(x) 会引发错误）但未正确初始化。

【问题讨论】：

注意 #1：您有 double (C) 与 int (Python)。另外，它是：myLib.print_array_struct.argtypes = [ArrayStruct]
这完全有效！我感到既感激又惭愧：D如果你愿意，你可以添加它作为答案，我会投票给它

标签： python c ctypes

【解决方案1】：

代码有两个问题（正如我在评论中所说）：

print_array_struct.argtype - 这是不正确的
在 C 中，数组是基于 double 的，而在 Python 中，它们是 ctypes.c_int（int) 基于

更多详情，请查看[Python 3.Docs]: ctypes - A foreign function library for Python。
我修改了您的 Python 代码，以纠正上述错误（以及其他一些小问题）。

code00.py：

#!/usr/bin/env python3

import sys
import ctypes


DLL_NAME = "./my_so_object.so"

DOUBLE_10 = ctypes.c_double * 10

class ArrayStruct(ctypes.Structure):
    _fields_ = [
        ("first_array", DOUBLE_10),
        ("second_array", DOUBLE_10),
    ]


def main():
    dll_handle = ctypes.CDLL(DLL_NAME)
    print_array_struct_func = dll_handle.print_array_struct
    print_array_struct_func.argtypes = [ArrayStruct]
    print_array_struct_func.restype = None

    x1 = DOUBLE_10()
    x2 = DOUBLE_10()
    x1[:] = range(1, 11)
    x2[:] = range(11, 21)
    print([item for item in x1])
    print([item for item in x2])
    arg = ArrayStruct(x1, x2)
    print_array_struct_func(arg)


if __name__ == "__main__":
    print("Python {:s} on {:s}\n".format(sys.version, sys.platform))
    main()

输出：

[cfati@cfati-ubtu16x64-0:~/Work/Dev/StackOverflow/q050447199]> python3 code00.py
Python 3.5.2 (default, Nov 23 2017, 16:37:01)
[GCC 5.4.0 20160609] on linux

[1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0]
[11.0, 12.0, 13.0, 14.0, 15.0, 16.0, 17.0, 18.0, 19.0, 20.0]
1.000000
2.000000
3.000000
4.000000
5.000000
6.000000
7.000000
8.000000
9.000000
10.000000

更新#0

错误#1.是（较新）[SO]: C function called from Python via ctypes returns incorrect value (@CristiFati's answer)的“重复”。

【讨论】：