使用 Ctypes 调用复杂的 c++ 代码

Using Ctypes to call complicated c++ code

本文关键字：c++ 代码 复杂 Ctypes 调用 使用      更新时间：2023-10-16

我的问题基于这个例子。不同的是，在我的C++代码中，我有一个函数，该函数在该函数中启动自定义类的对象。在我的 python 代码中，我只想调用该函数。我不需要在 Python 中创建自定义类的对象。例如，我的C++代码中有三个文件

福.H 

class foo {
public: 
foo();
void bar();
int a;

};

傅.cpp

extern "C" {
foo::foo () {
a = 5;
}

void foo::bar(){
std::cout << "Hello" << std::endl;
};
}

主函数.cpp

extern "C" {
void printStuff (int addNum) {
foo fooArg;
fooArg.a = fooArg.a + addNum;
std::cout<<"Printing..."<<std::endl;
std::cout<<fooArg.a<<std::endl;
}
}

在我的 Python 代码中，我想创建一个在mainFunc.cpp中调用printStuff的 Python 函数。我不需要在 Python 中启动foo对象。但是，有两个问题：

(1( 我是否正确使用了extern "C"？

(2( 如何将这三个文件编译成一个共享库？我使用 g++。

(1( 我是否正确使用了外部"C"？

不要extern ”C"方法定义。

extern "C"的目的是告诉编译器某些函数需要作为 C 函数进行访问，即由 C 代码调用，或者由从共享对象加载和调用函数的ctypes或其他库调用。

您唯一要通过ctypes调用的函数是printStuff，因此只有该函数应该extern "C"。

尝试extern "C"这些方法可能会对g++无伤大雅(它们最终仍会在导出表中命名为__ZN3foo3barEv(，但您可能会收到警告，甚至是未运行的库，使用不同的编译器。

(2( 如何将这三个文件编译成一个共享库？我使用 g++。

您可能想要编写Makefile或使用其他构建系统，但如果您想手动执行此操作：

g++ -shared -o foo.so foo.cpp mainFunc.cpp

根据您的平台，您可能还需要手动指定-fPIC或-fpic。1

如果要单独执行这些步骤：

g++ -c foo.cpp
g++ -c mainFunc.cpp
g++ -shared -o foo.so foo.o mainFunc.o

在这种情况下，如果需要 PIC 标志，它将在前两行。

现在，从 Python 使用它：

$ python3
>>> import ctypes
>>> foo = ctypes.cdll.LoadLibrary('foo.so')
>>> foo.printStuff(10)
Printing...
15
>>> foo.printStuff("abc")
Printing...
116480373

当然，通常最好设置argtypes和restype，而不是ctypes猜测。它猜测 Pythonint10 应该转换为 Cint10，效果很好，但它也猜测 Pythonstr"abc"应该转换为 Cconst char *，你最终得到指向字符串缓冲区的指针的低 32 位用作int。所以：

>>> foo.printStuff.argtypes = [ctypes.c_int]
>>> foo.printStuff.restype = None
>>> foo.printStuff(10)
Printing...
15
>>> foo.printStuff("abc")
ArgumentError: argument 1: <class 'TypeError'>: wrong type

你可能想写一个foo.py来总结它：

import ctypes
foo = ctypes.cdll.LoadLibrary('foo.so')
foo.printStuff.argtypes = [ctypes.c_int]
foo.printStuff.restype = None
printStuff = foo.printStuff

1. 从快速测试来看，x86_64 macOS、x86 macOS 或 x86_64 Linux 不需要它，但 PowerPC Linux 需要-fpic，ARM64 Linux 需要-fPIC。但是，我实际上并没有运行所有这些。而且，除了macOS(我确保使用Homebrew gcc 8.2和Apple Clang 9.1进行测试(之外，我不知道我使用的是哪个编译器版本。

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