Python 可以组合swig生成的数据类型和ctypes函数

我正在为C库编写一个带有ctypes的python包装器，我有一个返回结构的C函数。但该结构是在另一个C文件中定义的，该文件由swig包装

我简化了结构和代码

该结构由swig包裹

结构点{
int x；
int-y；
};

此函数用ctypes包装

结构点添加点（结构点a、结构点b）{ 结构点c； c、 x=a.x+b.x； c、 y=a.y+b.y； 返回c； } Python包装器

import swigModule#包含从c结构点生成的类点
导入ctypes
_libc=ctypes.CDLL（'./c_file.so'）
def添加点（a、b）：
add_points=_libc.add_points
add_points.argtypes=[swigModule.point，swigModule.point，]
添加_points.restype=swigModule.point，
结果=添加点（a、b）
返回结果

问题是，我不能将swig生成的类

point

用作ctypes中的restype和argtype。但我不能像这样编写自己的结构包装器

类点（ctypes.Structure）：
_字段=[（“x”，ctypes.c_int），
（“y”，ctypes.c_int）]

因为C结构的字段是隐藏的，所以我无法访问源代码。我只知道swig包装器中的结构名称

我有两个C文件，一个是用swig生成的，具有结构数据类型。另一个有函数，用ctypes包装。我想在ctypes函数中使用swig中的数据类

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如何将从c结构生成的swig类映射到ctypes类，以便将其用作返回类型？

这确实是一个有趣的问题！以前有人问过，请参阅。 然而，这个问题并没有一个公认的答案。在互联网上做研究几乎找不到有用的信息

普遍的共识似乎是“使用

ctypes

或SWIG”。 因此，恐怕您的问题的答案是否定的：-(

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我从研究这个问题中得到的信息：

• 当您必须与多种语言交互时，SWIG会更好

• ctypes

  在您不想编译东西时更好
<>代码> cType 与C代码很好，但是只有C++代码有<代码>外部c<代码>接口。 >代码> BooSt.python 为C++与Python的接口提供了很多。

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您可能会找到信息丰富的答案。

完全有可能让SWIG和CType以各种不同的方式协同工作，我将在下面的几个例子中展示。不过，有一个很大的警告：根据我的经验，它几乎永远不会为您提供可维护、可移植、可扩展等功能。因此，我倾向于如果可能的话，ed会倾向于其他选择（这些可能包括使用任何合适的说服手段向原始作者索要资料来源，从头开始重新编写整个内容，或者简单地使用其他库）

无论如何，让我们假设您已经为给定的Python版本构建了一个SWIG包装库。无论出于何种原因，它们都没有包装您最喜欢的函数。因此，您只需要使用ctypes将某些东西修补到SWIG生成的代码中。如果：

要调用的函数仅通过指针而不是值获取和返回对象

您想要调用的函数只返回您的类型的现有实例，而不malloc新的实例（这有一个解决方案，但它又开始让事情变得困难，非常快）

<> LI>你关心的结构实际上是包裹了所有你关心的成员，如果是C++代码，它们是POD类型。

你的情况并不完全符合这些限制，但是为了进行一个预热练习，让我们来看看下面的“EasySyMod”函数，因为它让我们引入了一个关键点：

struct point *easy_mode(struct point *a, struct point *b) {
  a->x += b->x;
  a->y += b->y;
  return a;
}

如果现有的SWIG包装器尚未包装该函数，但确实包装了该结构，则该函数非常容易使用。我们可以简单地使用SWIG代码创建该结构的实例，并从中提取一个指针（通过ctypes）给导出但未包装的函数，例如：

from ctypes import *
from test import point

p1 = point()
p2 = point()
p1.x = 123
p1.y = 156
p2.x = 123
p2.y = 156

so = CDLL('./_test.so')

so.easy_mode(int(p1.this), int(p2.this))
print(p1.x)
print(p1.y)

调用这个函数就足够了，正如我们所知，返回类型实际上只是修改

p1

，我们可以使用这些知识并使用它。但要摆脱这一点，关键是调用

int（p1.this）

获取SWIG对象代理的指针的整数表示形式。这就是指针所需的所有ctypes

让我们继续讨论这个问题，通过值传递和返回结构。这要困难得多，因为调用函数的方式取决于结构的大小和成员。它们的类型和顺序很重要。不同的体系结构会有所不同。在给定的体系结构中，它甚至会根据不同的情况而有所不同幸运的是，ctypes（通过libffi，这本身就是一件有趣的事情，如果你以前从未见过的话）对我们隐藏了所有这些

现在我们的目标缺失函数可以是这样的：

struct point add_them(struct point a, struct point b) {
  struct point ret = { a.x + b.x, a.y + b.y };
  return ret;
}

useable_size = CDLL(None).malloc_usable_size

upper_size_bound = useable_size(int(p1.this))
buffer_type = POINTER(c_char * upper_size_bound)
print('Upper size bound is %d' % upper_size_bound)

choose_type = dict([(1, c_uint8), (2, c_uint16), (4, c_uint32)]).get

def generate_members(obj):
  for member_name in (x for x in dir(obj) if not x[0] == '_' and x != 'this'):
    print('Looking at member: %s' % member_name)
    def pos(shift):
      test = point()
      memset(int(test.this), 0, upper_size_bound)
      pattern = 0xff << (8 * shift)
      try:
        setattr(test, member_name, pattern)
      except:
        return -1
      return bytes(cast(int(test.this), buffer_type).contents).find(b'\xff')
    a=[pos(x) for x in range(upper_size_bound)]
    offset = min((x for x in a if x >= 0))
    size = 1 + max(a) - offset
    print('%s is a %d byte type at offset %d' % (member_name, size, offset))
    pad = [('pad', c_ubyte * offset)] if (offset > 0) else []
    class Member(Structure):
        _pack_ = 1
        _fields_ = pad + [(member_name, choose_type(size))]

    yield Member

问题是，在只有一个不调用它的现有SWIG模块的场景中，我们对

struct point

的成员一无所知。这对于能够按值调用非常关键。当然，我们可以进行一些猜测，如果猜测足够简单，那么您也可以这样做，并为ctyp使用它是的

幸运的是，结构的可用SWIG包装的存在给了我们（如果一些假设成立的话）足够对结构的类型/布局进行足够好的猜测。此外，由于我们知道如何获取指向结构实例使用的底层内存的指针，我们可以构造测试，向我们展示布局的相关内容。如果一切顺利，我们可以

class YourType(Union):
    _pack_ = 1
    _fields_ = list(zip(string.ascii_lowercase, generate_members()))
    _anonymous_ = string.ascii_lowercase[:len(_fields_)]

MyType=YourType

y=MyType()
y.x = 1 
y.y = 2

add_them = so.add_them
add_them.argtypes = [MyType, MyType]
add_them.restype = MyType

v=add_them(y,y)
print(v)
print('V: %d,%d' % (v.x, v.y))