Python Academy · Pelajaran

ctypes: Memanggil Pustaka C daripada Python

Muatkan pustaka dikongsi dan panggil fungsi C menggunakan ctypes.

Pelajaran 2 daripada 413 langkah

ctypes: Memanggil Pustaka C daripada Python ialah pelajaran Python Academy percuma di CoddyKit. Ini ialah pelajaran 2 daripada 4. Anda boleh membaca keseluruhan pelajaran di bawah secara percuma — kemudian berlatih secara praktikal dalam pelayar menggunakan penyunting kod terbina dalam dan tutor kecerdasan buatan 24/7. Pelajaran ini merupakan sebahagian daripada laluan pembelajaran Python Academy, dan kemajuan anda disegerakkan merentas web serta aplikasi CoddyKit. Kursus Python Academy merangkumi sejumlah 4 pelajaran.

Apakah ctypes?

ctypes ialah modul pustaka standard untuk memuatkan pustaka C dikongsi dan memanggil fungsinya daripada Python — tiada penyusunan diperlukan.

import ctypes

# Load the C standard library
libc = ctypes.CDLL("libc.so.6")   # Linux
# libc = ctypes.CDLL("libSystem.dylib")  # macOS

libc.puts(b"Hello from C!")

Memuatkan Pustaka

Gunakan ctypes.CDLL untuk konvensyen panggilan cdecl (kebanyakan pustaka C) dan WinDLL untuk API stdcall Windows.

import ctypes

# Platform-independent approach:
import ctypes.util
libm_name = ctypes.util.find_library("m")
libm = ctypes.CDLL(libm_name)

result = libm.sqrt
result.restype = ctypes.c_double
result.argtypes = [ctypes.c_double]
print(result(2.0))   # 1.4142...

Jenis Data C

Petakan jenis Python kepada jenis C menggunakan kelas ctypes: c_int, c_double, c_char_p, c_void_p dan sebagainya.

import ctypes

x = ctypes.c_int(42)
print(x.value)   # 42

d = ctypes.c_double(3.14)
print(d.value)   # 3.14

s = ctypes.c_char_p(b"hello")
print(s.value)   # b"hello"

Menetapkan argtypes dan restype

Sentiasa isytiharkan argtypes (jenis parameter) dan restype (jenis pulangan) untuk mengelakkan ranap senyap akibat ketidakpadanan jenis.

import ctypes, ctypes.util

libm = ctypes.CDLL(ctypes.util.find_library("m"))

libm.pow.argtypes = [ctypes.c_double, ctypes.c_double]
libm.pow.restype  = ctypes.c_double

print(libm.pow(2.0, 10.0))   # 1024.0

Menghantar Penuding

Gunakan ctypes.byref(var) atau ctypes.pointer(var) untuk menghantar penuding kepada pemboleh ubah C.

import ctypes

libc = ctypes.CDLL(None)   # None = current process

value = ctypes.c_int(0)
# Passing pointer to C function:
# libc.some_func(ctypes.byref(value))
print(value.value)

Struktur

Takrifkan struktur C dengan mewarisi subkelas ctypes.Structure dan menyenaraikan _fields_.

import ctypes

class Point(ctypes.Structure):
    _fields_ = [
        ("x", ctypes.c_double),
        ("y", ctypes.c_double),
    ]

p = Point(1.0, 2.0)
print(p.x, p.y)   # 1.0 2.0

Tatasusunan

Cipta tatasusunan C dengan TypeClass * N.

import ctypes

IntArray5 = ctypes.c_int * 5
arr = IntArray5(10, 20, 30, 40, 50)
for v in arr:
    print(v, end=" ")   # 10 20 30 40 50

Panggilan Balik (Penuding Fungsi)

Gunakan ctypes.CFUNCTYPE untuk mencipta fungsi Python yang boleh dipanggil oleh C bagi dihantar sebagai panggilan balik.

import ctypes

CompareFunc = ctypes.CFUNCTYPE(ctypes.c_int, ctypes.c_int, ctypes.c_int)

def my_compare(a, b):
    return a - b

c_compare = CompareFunc(my_compare)
# Pass c_compare to a C function expecting a comparator

Memuatkan DLL Windows

Dalam Windows, gunakan ctypes.WinDLL untuk DLL yang menggunakan konvensyen stdcall (contohnya, API Windows).

import ctypes   # Windows only

kernel32 = ctypes.WinDLL("kernel32", use_last_error=True)
kernel32.GetTickCount.restype = ctypes.c_ulong
print(kernel32.GetTickCount())

Pengendalian Ralat

Semak ctypes.get_last_error() (Windows) atau gunakan cuba/kecuali pada peringkat Python untuk ralat yang dikembalikan sebagai nilai khas.

import ctypes

# Many C functions return -1 or NULL on error:
result = some_c_function()
if result == -1:
    raise OSError("C function failed")

# For errno on POSIX:
import os
if result < 0:
    raise OSError(os.strerror(ctypes.get_errno()))

Contoh Praktikal: SHA-256 dengan OpenSSL

Panggil SHA256 OpenSSL secara langsung melalui ctypes tanpa sebarang pustaka pengikatan Python.

import ctypes, ctypes.util

libcrypto = ctypes.CDLL(ctypes.util.find_library("crypto"))

SHA256 = libcrypto.SHA256
SHA256.argtypes = [ctypes.c_char_p, ctypes.c_size_t, ctypes.c_char_p]
SHA256.restype  = ctypes.c_char_p

buf = ctypes.create_string_buffer(32)
SHA256(b"hello", 5, buf)
print(buf.raw.hex())

Semakan Ringkas

Mengapakah anda hendaklah sentiasa menetapkan argtypes dan restype pada fungsi ctypes?

Ringkasan

ctypes memuatkan pustaka C dikongsi tanpa penyusunan. Isytiharkan argtypes dan restype pada setiap fungsi. Gunakan Structure untuk struktur C, TypeClass * N untuk tatasusunan dan CFUNCTYPE untuk panggilan balik.

Percuma untuk bermula

Pelajari Python dengan tutor kecerdasan buatan — percuma

Tulis dan jalankan kod sebenar dalam pelayar anda, dapatkan bantuan segera daripada tutor kecerdasan buatan yang tersedia 24/7, dan sambung semula dari tempat anda berhenti di web atau dalam aplikasi.

Kursus
76
Pelajaran
320

Soalan Lazim

Adakah pelajaran “ctypes: Memanggil Pustaka C daripada Python” percuma?

Ya — teks penuh “ctypes: Memanggil Pustaka C daripada Python” boleh dibaca secara percuma di web ini. Untuk berlatih secara interaktif menggunakan penyunting kod terbina dalam dan tutor kecerdasan buatan 24/7, serta membuka kunci baki kursus Python Academy, tingkat taraf kepada CoddyKit PRO. Kursus Python Academy merangkumi sejumlah 4 pelajaran.

Apakah yang akan saya pelajari dalam “ctypes: Memanggil Pustaka C daripada Python”?

Muatkan pustaka dikongsi dan panggil fungsi C menggunakan ctypes. Anda berlatih Python Academy menggunakan kod praktikal yang dijalankan terus dalam pelayar, manakala tutor kecerdasan buatan 24/7 menjawab soalan anda semasa anda mengikuti pelajaran.

Adakah saya memerlukan pengalaman untuk memulakan Python Academy?

Tiada pengalaman terdahulu diperlukan. Pembelajaran Python Academy di CoddyKit disusun untuk pelajar daripada peringkat pemula hingga lanjutan, jadi anda boleh bermula di sini atau dari awal dan belajar mengikut kadar anda sendiri. Ini ialah pelajaran 2 daripada 4.

Berapa lamakah pelajaran “ctypes: Memanggil Pustaka C daripada Python” diambil?

Kebanyakan pelajaran CoddyKit mengambil masa kira-kira 5–10 minit. Setiap pelajaran ringkas dan interaktif, jadi anda boleh membuat kemajuan secara berterusan dan menyambung tepat dari tempat anda berhenti di web atau aplikasi.

Bolehkah saya menulis dan menjalankan kod dalam pelajaran Python Academy ini?

Ya. Setiap pelajaran Python Academy menyertakan penyunting kod terbina dalam, jadi anda boleh menulis dan menjalankan kod sebenar terus dalam pelayar serta menerima maklum balas kecerdasan buatan serta-merta — tanpa memerlukan persediaan setempat.

Semua pelajaran dalam kursus ini

  1. Mengapa Sambungan C? Kegunaan dan Pertukaran
  2. ctypes: Memanggil Pustaka C daripada Python
  3. cffi: Antara Muka Fungsi Asing C
  4. Menulis Modul Sambungan C Python
← Kembali ke Python Academy