使用ctypes从Python中获取C中自定义数据类型的地址

我在C中有一个

向量

结构，带有以下字段

struct vector {
    unsigned char* data;
    unsigned long size;
    unsigned long elemsize;
    unsigned long capacity;
};

还有一些函数相应地作用于

向量

实例，例如：

struct vector* vector_new(unsigned long elemsize);
void vector_delete(struct vector* vec);
void vector_push_back(struct vector* vec, void* value, unsigned long elemsize);
void vector_reserve(struct vector* vec, unsigned long cap);
...

等（模仿C++风格<代码> STD:：向量< /代码>）.< 在代码库的其他部分，我有组件结构，例如

mirror

：

struct mirror {
    double R;
    double T;
    // extra fields omitted - see mirror_wrapper.py below
    struct vector* input[2]; // [vector<beam>*, vector<beam>*]
    struct vector* output[2]; // [vector<beam>*, vector<beam>*]
};

其中一个将另一个组件的

输出

字段的地址传递给这些

设置输入

方法以“连接”它们

每个组件的

输入

和

输出

字段始终存储

结构梁

的实例，该数据类型仅存储一个

双复数

字段和一个

双

字段

---

目前，我正在用Python（3.5）构建包装器，以调用面向对象中的各种方法，以便以后更容易地绘制等等；使用ctypes构建C代码的共享库

以下是我到目前为止所用的包装纸

vector\u wrapper.py

from ctypes import cdll
from ctypes import Structure
from ctypes import c_ubyte
from ctypes import c_ulong
from ctypes import POINTER

class Vector(structure):
    _fields_ = [
        ("data", POINTER(c_ubyte)),
        ("size", c_ulong),
        ("elemsize", c_ulong),
        ("capacity", c_ulong)]

from ctypes import cdll
from ctypes import Structure
from ctypes import byref
from ctypes import c_double
from ctypes import c_ubyte
from ctypes import c_ulong
from ctypes import c_bool
from ctypes import POINTER
from ctypes import pointer
from vector_wrapper import Vector
lib = cdll.LoadLibrary('./ctn_lib.so')

class Mirror(Structure):
    _fields_ = [
        ("R", c_double),
        ("T", c_double),
        ("pR", c_double),
        ("pT", c_double),
        ("tuning", c_double),
        ("mass", POINTER(c_double)),
        ("last_time", c_double),
        ("net_force", c_double),
        ("dfcoeff", c_double),
        ("phfcoeff", c_double*2), #phfcoeff is a double complex in c code
        ("rpfcoeff", c_double),
        ("input", POINTER(Vector)*2),
        ("output", POINTER(Vector)*2),
        ("has_left_input", c_bool),
        ("has_right_input", c_bool)]

mirror\u wrapper.py

from ctypes import cdll
from ctypes import Structure
from ctypes import c_ubyte
from ctypes import c_ulong
from ctypes import POINTER

class Vector(structure):
    _fields_ = [
        ("data", POINTER(c_ubyte)),
        ("size", c_ulong),
        ("elemsize", c_ulong),
        ("capacity", c_ulong)]

from ctypes import cdll
from ctypes import Structure
from ctypes import byref
from ctypes import c_double
from ctypes import c_ubyte
from ctypes import c_ulong
from ctypes import c_bool
from ctypes import POINTER
from ctypes import pointer
from vector_wrapper import Vector
lib = cdll.LoadLibrary('./ctn_lib.so')

class Mirror(Structure):
    _fields_ = [
        ("R", c_double),
        ("T", c_double),
        ("pR", c_double),
        ("pT", c_double),
        ("tuning", c_double),
        ("mass", POINTER(c_double)),
        ("last_time", c_double),
        ("net_force", c_double),
        ("dfcoeff", c_double),
        ("phfcoeff", c_double*2), #phfcoeff is a double complex in c code
        ("rpfcoeff", c_double),
        ("input", POINTER(Vector)*2),
        ("output", POINTER(Vector)*2),
        ("has_left_input", c_bool),
        ("has_right_input", c_bool)]

是否有任何方法可以获取某个组件的

输出

字段的地址（例如

镜像

），该组件的类型为

结构向量**

，并将其传递给某个函数

镜像。将左输入

设置为

输入

参数

此外，我假设有必要在python结构的

\u fields\uu

中创建与C结构中的字段相对应的所有字段，也就是说，是否可以从这个描述符中省略一些字段

是否有任何方法可以获取某个组件（例如镜像）的输出字段的地址，该组件的类型为struct vector**，并将其传递给某个函数mirror.set_left_input作为输入参数

要访问给定结构的镜像的输出组件，请执行以下操作：

>>> m = Mirror()
>>> m.output[0]
<__main__.LP_Vector object at 0x00000199607CA0C8>

此外，我假设有必要在python结构的字段中创建与C结构中的字段相对应的所有字段，也就是说，是否可以从这个描述符中省略一些字段

---

不，不能从结构定义中省略字段，否则底层C结构的二进制布局将不正确。

该

elemsize

表示需要一些通用存储。您应该知道，您的代码很容易调用未定义的行为。如果要存储不同的元素，请使用

union

s。对于所有组件（如

mirror

）的

input

和

output

字段，

elemsize

将始终相同-由

sizeof（struct beam）

给出（其中

beam

在别处定义）。我确实在其他地方使用

vector

来存储其他数据类型，但是

input

和

output

字段总是存储

beam

s。我相信答案是“是”，但没有明确的尝试示例和遇到的问题，我不知道如何从这里指导您。您至少需要定义一个

类镜像（ctypes.Structure）

来访问

镜像

对象的

输出

参数，然后可以通过

ctypes.byref

@MarkTolonen访问地址如果我让

Mirror

从

ctypes.Structure

继承，那么我需要一个

\u字段

描述符，在其中我给出

输出

字段-但是这个字段的类型是

struct vector*

，在C代码中，就ctypes默认类型而言，这意味着什么

POINTER（c_ubyte）

？@archbishopfanterbury如果您只需要指针，而不需要访问向量本身（这在ctypes中并不真正起作用），

c_void\u p

可能是合适的。目前看来还可以，需要进行更彻底的测试，但应该很好-再次干杯！