Как использовать классы C ++ с ctypes?

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/1615813

  •  06-07-2019
  •  | 
  •  

Вопрос

Я только начинаю работать с ctypes и хотел бы использовать класс C ++, который я экспортировал в dll-файл из python с использованием ctypes.Итак, допустим, мой код на C ++ выглядит примерно так:

class MyClass {
  public:
    int test();
...

Я бы знал, создайте файл .dll, содержащий этот класс, а затем загрузите файл .dll в python, используя ctypes.Теперь, как бы мне создать объект типа MyClass и вызвать его тестовую функцию?Возможно ли это вообще с ctypes?В качестве альтернативы я бы рассмотрел возможность использования SWIG или Boost.Python, но ctypes кажется самым простым вариантом для небольших проектов.

Это было полезно?

Решение

Короткая история заключается в том, что для C ++ не существует стандартного двоичного интерфейса, как для C. Различные компиляторы выводят разные двоичные файлы для одних и тех же динамических библиотек C ++ из-за искажения имен и разных способов обработки стека между библиотеками. вызовы функций.

Так что, к сожалению, на самом деле нет портативного способа доступа к библиотекам C ++ в целом . Но для одного компилятора за раз это не проблема.

Этот пост в блоге также содержит краткий обзор того, почему это в настоящее время не будет работать. Может быть, после выхода C ++ 0x у нас будет стандартный ABI для C ++? До тех пор у вас, вероятно, не будет никакого способа получить доступ к классам C ++ через Python ctypes .

Другие советы

Помимо Boost.Python (который, вероятно, является более дружественным решением для более крупных проектов, требующих однозначного сопоставления классов C ++ и классов Python), вы могли бы предоставить на стороне C ++ интерфейс C. Это одно из многих решений, поэтому у него есть свои компромиссы, но я представлю его для тех, кто не знаком с техникой. Для полного раскрытия, при таком подходе нельзя было бы сопрягать C ++ с Python, но C ++ с C на Python. Ниже я привел пример, который отвечает вашим требованиям, чтобы показать вам общее представление о внешнем "c" средство компиляторов C ++. 

//YourFile.cpp (compiled into a .dll or .so file)
#include <new> //For std::nothrow
//Either include a header defining your class, or define it here. 

extern "C"  //Tells the compile to use C-linkage for the next scope.
{
    //Note: The interface this linkage region needs to use C only.  
    void * CreateInstanceOfClass( void )
    {
        // Note: Inside the function body, I can use C++. 
        return new(std::nothrow) MyClass;
    }

    //Thanks Chris. 
    void DeleteInstanceOfClass (void *ptr)
    {
         delete(std::nothrow) ptr; 
    }

    int CallMemberTest(void *ptr)
    {

        // Note: A downside here is the lack of type safety. 
        // You could always internally(in the C++ library) save a reference to all 
        // pointers created of type MyClass and verify it is an element in that
        //structure. 
        //
        // Per comments with Andre, we should avoid throwing exceptions.  
        try
        {
            MyClass * ref = reinterpret_cast<MyClass *>(ptr);
            return ref->Test();
        }
        catch(...)
        {
           return -1; //assuming -1 is an error condition. 
        }
    }

} //End C linkage scope.

Вы можете скомпилировать этот код с помощью 

gcc -shared -o test.so test.cpp
#creates test.so in your current working directory.

В своем коде Python вы можете сделать что-то вроде этого (показано интерактивное приглашение из 2.7): 

>>> from ctypes import cdll
>>> stdc=cdll.LoadLibrary("libc.so.6") # or similar to load c library
>>> stdcpp=cdll.LoadLibrary("libstdc++.so.6") # or similar to load c++ library
>>> myLib=cdll.LoadLibrary("/path/to/test.so")
>>> spam = myLib.CreateInstanceOfClass()
>>> spam
[outputs the pointer address of the element]
>>> value=CallMemberTest(spam)
[does whatever Test does to the spam reference of the object]

Я уверен, что Boost.Python делает что-то похожее под капотом, но, возможно, полезно понять концепции нижних уровней. Я был бы более взволнован этим методом, если бы вы пытались получить доступ к функциональности библиотеки C ++, и отображение один-к-одному не требовалось.

Для получения дополнительной информации о взаимодействии с C / C ++ посетите эту страницу от Sun: http : //dsc.sun.com/solaris/articles/mixing.html#cpp_from_c

Тот Самый ответ от AudaAero очень хороший, но не полный (по крайней мере, для меня).

В моей системе (Debian Stretch x64 с GCC и G ++ 6.3.0, Python 3.5.3) у меня возникают сбои, как только я вызываю функцию-член, которая доступ к значению элемента из всего класса.Я диагностировал, напечатав значения указателя в стандартный вывод, что указатель void *, закодированный на 64 бита в оболочках, представлен на 32 битах в Python.Таким образом, большие проблемы возникают, когда он передается обратно в оболочку функции-члена.

Решение, которое я нашел, состоит в том, чтобы изменить:

spam = myLib.CreateInstanceOfClass()

В

Class_ctor_wrapper = myLib.CreateInstanceOfClass
Class_ctor_wrapper.restype = c_void_p
spam = c_void_p(Class_ctor_wrapper())

Итак , не хватало двух вещей:установка возвращаемого типа c_void_p (по умолчанию используется значение int) и затем создаем объект c_void_p (не просто целое число).

Жаль, что я не мог написать комментарий, но мне все еще не хватает 27 баллов за повторение.

Это краткое объяснение того, как использовать c и c ++ с C_types в python. Как написать DLL / SO на C ++ для Python

Расширение AudaAero's и Gabriel Devillers answer. Я бы завершил создание экземпляра объекта класса: <Код> STDC = c_void_p (cdll.LoadLibrary (& Quot; libc.so.6 & Quot;)) использование типа данных ctypes c_void_p обеспечивает правильное представление указателя объекта класса в python.

Также убедитесь, что dll управляет памятью управления dll (выделенная память в dll должна быть освобождена также в dll, а не в python)!

Лицензировано под: CC-BY-SA с атрибуция
Не связан с StackOverflow
scroll top