Python 3.x Python Ctypes不'；当场和结构匹配时，t紧凑结构

不确定Python3.3.2总是将结构打包到新的结构单元中是否正常。下面的代码演示了这个问题

sts结构只占用8位。pkt在status之前只有24位字段，所以pkt的大小应该是32位，而不是64位。pkt的打印清楚地表明，Python将sts压缩到一个新的32位整数中，并在另一个32位整数中留下8位未使用的空间和所有其他pckt字段

import ctypes
class sts( ctypes.BigEndianStructure ):
    _fields_ = [( "valid", ctypes.c_uint8, 1 ),
                ( "inout", ctypes.c_uint8, 2 ),
                ( "exception", ctypes.c_uint8, 2 ),
                ( "error", ctypes.c_uint8, 3 ), ]

class pkt( ctypes.BigEndianStructure ):
    _fields_ = [( "uid", ctypes.c_uint32, 8 ),
                ( "sid", ctypes.c_uint32, 16 ),
                ( "sts", sts, ), ]

print("sts {:d}-byte".format(ctypes.sizeof(sts)))
print("pkt {:d}-byte".format(ctypes.sizeof(pkt)))
a=pkt(0xFF,0xDEAD,(0x1,0x3,0x3,0x7))
print("uid {:02X}".format(a.uid))
print("sid {:02X}".format(a.sid))
print("sts {:02X}".format(ctypes.string_at(ctypes.addressof(a.sts))[0]))
for b in ctypes.string_at(ctypes.addressof(a),8):
    print("{:02X}".format(b))

另一个帮助解释问题的代码。这段代码的输出表明Python确实以紧凑的形式打包字段，但是具有结构的字段总是从新单元开始

import ctypes

class sts( ctypes.BigEndianStructure ):
    _fields_ = [( "valid", ctypes.c_uint8, 1 ),
                ( "inout", ctypes.c_uint8, 2 ),
                ( "exception", ctypes.c_uint8, 2 ),
                ( "error", ctypes.c_uint8, 3 ), ]

class pkt( ctypes.BigEndianStructure ):
    _fields_ = [( "uid", ctypes.c_uint32, 8 ),
                ( "sid", ctypes.c_uint32, 16 ),
                ( "sts", sts ),
                ( "sts1", sts ),
                ( "gid", ctypes.c_uint16 ), ]

print("sts {:d}-byte".format(ctypes.sizeof(sts)))
print("pkt {:d}-byte".format(ctypes.sizeof(pkt)))
a=pkt(0xFF,0xDEAD,(0x1,0x3,0x3,0x7),(0x1,0x2,0x3,0x7),0xBEEFABCD)
print("uid {:02X}".format(a.uid))
print("sid {:02X}".format(a.sid))
print("sts {:02X}".format(ctypes.string_at(ctypes.addressof(a.sts))[0]))
for b in ctypes.string_at(ctypes.addressof(a),8):
    print("{:02X}".format(b))

Microsoft的编译器（或带-mms位域的gcc）不会为不同的整数类型共享存储单元。但是，对于Linux上的gcc，

pkt

只使用4个字节。ctypes遵循平台的约定，但只能对位字段使用整数类型。例如，您不能使用

（“sts”，sts，8）

。如果编译器以4字节存储

pkt

，则必须修改ctypes定义以获得相同的大小。最简单的选择是在定义中内联

sts

字段。使用

联合

也可以

编辑：

由于构造函数的编写方式，必须显式设置元组中的位，而元组只能与整数类型一起使用。它不会查看以前定义的结构的内容，以确定它是否可以用于扩展打开的位字段。在您的示例中，查看

pkt.uid

和

pkt.sid

的

repr

ofs

是以字节为单位的偏移量和存储单元中的位偏移量。另一方面，对于

pkt.sts

而言，

ofs

的值只有4个字节——没有设置将由

GETBITFIELD

和

set

宏使用的位字段信息

以下是源链接：

由于gcc（Windows上除外）会自动尝试打包数据以填充位字段存储单元（但在1字节边界上，即它不会将28位字段与另一个结构中定义的4位字段组合），因此在使用位字段时请小心仔细检查布局。要调整ctypes定义，可以内联字段、显式设置整数类型的位数或使用并集

---

仅供参考，在编写此编辑时，我遇到了一个错误。在非Windows平台上，

PyCField_FromDesc

将继续一个位字段，即使您切换存储大小。例如，这就是gcc在Linux上的工作方式。但我从未真正使用过它，这实际上是我第一次费心去看

GETBITFIELD

宏。如果位字段切换到较小的存储大小，它将对较小的大小使用getter方法，并结合整个上下文中字段的大小信息（位偏移量和位数）。这在一般情况下是行不通的，因为宏最后以一个负数向“左”移位，这实际上是一个右移位，将所有数据移出，留下零。例如：

from ctypes import *

class Test(Structure):
    _fields_ = [
        ('x', c_uint32, 16),
        ('y', c_uint8, 4),
    ]

>>> t = Test.from_buffer_copy(b'\xAA\xAA\xAA\xAA')
>>> bytearray(t)
bytearray(b'\xaa\xaa\xaa\xaa')
>>> hex(t.x)
'0xaaaa'
>>> t.y
0

---

使用pack和compact字段解决了这个问题。仅在Windows上试用

import ctypes
class sts( ctypes.BigEndianStructure ):
    _pack_ = 1
    _fields_ = [( "valid", ctypes.c_uint8, 1 ),
                ( "inout", ctypes.c_uint8, 2 ),
                ( "exception", ctypes.c_uint8, 2 ),
                ( "error", ctypes.c_uint8, 3 ), ]

class pkt( ctypes.BigEndianStructure ):
    _pack_ = 1
    _fields_ = [( "uid", ctypes.c_uint8 ),
                ( "sid", ctypes.c_uint16 ),
                ( "sts", sts, ), ]

print("sts {:d}-byte".format(ctypes.sizeof(sts)))
print("pkt {:d}-byte".format(ctypes.sizeof(pkt)))
a=pkt(0xFF,0xDEAD,(0x1,0x3,0x3,0x7))
print("uid {:02X}".format(a.uid))
print("sid {:02X}".format(a.sid))
print("sts {:02X}".format(ctypes.string_at(ctypes.addressof(a.sts))[0]))
for b in ctypes.string_at(ctypes.addressof(a),8):
    print("{:02X}".format(b))

---

我的理解是，ctypes应该查看sts的本机大小，并说“嘿，它是8位的，适合32位整数的最后8位”。请参阅第二段代码，Python是针对第二个32位整数而不是第一个32位整数执行的。第一个32位和第二个32位之间的构造完全相同，只是字段顺序发生了更改。这部分对我来说没有意义。ofs实际上没有任何意义，如果我将sid和uid更改为ctypes.c_uint8和ctypes.c_uint16，而没有第三位大小，那么sid和uid的ofs将被测试。您提到的错误可能与此相同，但此错误被认为只影响windows，因此，只为windows提交了修补程序。你应该检查它是否和你在Linux上看到的一样找到答案。看起来它与操作系统的字节对齐有关。你到底想做什么？对于一般情况下的数据打包（例如网络数据包或将记录写入文件），

struct

模块要简单得多。ctypes

Structure

用于调用外部函数。通常，强制与

\u pack\u

进行1字节对齐只能用于匹配目标库中的类似杂注。否则，在具有不同字段大小的结构中不会得到相同的对齐方式。这不适用于网络。我试图为一组C库创建一个公共的结构“头”。否则，我需要定义这些C库使用的100多个sturct。C库希望结构以字节为单位具有可变长度的paylod，所以对齐到单个字节是可以的