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Python&C++相互混合调用编程全面实战-01ctypes库介绍和windows下编译动态链接库的说明


一、ctypes方案介绍

本文介绍​​Python Ctypes​​​,它是联合编程的一种方案,这种方案算是最简单的,它对环境配置要求不高,​​Ctypes​​是独立编程的,它是标准的动态链接库,与​​Python​​​版本无关,​​Python2.7​​​之后就提供了这样的接口,它可以让​​windows​​​、​​linux​​​、​​mac​​之间的动态库都可以被Python访问。

另一种联合编程方案​​扩展库​​​就和​​Python​​版本相关了。

二、ctypes方案的应用

比如和硬件的结合项目,这时调用底层接口用不了太多的内容,比如说你做​​嵌入式​​​设备,调用​​底层驱动程序​​​接口,比如说访问摄像机,访问硬件设备GPI口,之后将调用的结果返回给​​Python​​。

比如对性能要求很高的项目,涉及到性能的算法,算法在​​c语言​​​中实现, 但是算法不能太复杂,因为​​ctypes​​​和​​Python​​​交互的接口相对简单,所以很多复杂的交互方式还是很难做到,比方说涉及到​​多线程​​控制的时候,ctypes不行,它是一种封装 在​​Python​​中你没办法对它里面的东西改动,你只能等这个封装函数执行完成后才能执行下一个。

三、ctypes方案的编译

为了跨平台统一性,统一用​​g++​​​来编译,我们直接用​​makefile​​​来完成对动态库的编译。在​​windows​​​里面我们直接用​​Visual studio 2015​​​来编译,在​​Linux​​​直接用​​Windows​​​源码,只需要编写一个​​makefile​​就可以实现编译

3.1 windows方案的编译

在​​Windows​​​下,需要编译dll动态链接库开放给调用调用。在​​windows​​​下的动态链接库还是和​​Mac​​​、​​Linux​​有些不同,需要设置

__declspec(dllexport)

导出函数名才能生成​​dll​​​,而在​​Linux​​​和​​mac​​​当中,不需要设置这个。我们可以设置一个宏来处理这个问题,比如说在​​Linux​​​中不需要设置,在​​Windows​​​需要,我们就可以定义一个宏来判断当前编译环境在​​Windows​​​还是在​​Linux​​中。

3.2 C++函数重载的问题对编译的影响

还需要注意的一点是,​​Python​​​支持的​​ctypes​​​函数都是​​c语言​​​的函数,如果熟悉​​c​​​和​​c++​​​开发的话,就知道​​c语言​​函数不支持​重载​​​,但是​​c++​​​支持,也就是说,​​c语言​​的函数名编译到系统里面就是这个函数,在c++函数编译到系统当中,因为同一个函数只要参数不同,它存到系统当中的函数名称就会将参数也添加到系统中,这样,c语言的函数名称和c++函数名称就不一致了,因为我们用到的是​​C++​​​与​​python​​交互,所以你只需要在函数名称前添加如下代码:

extern “C”

就会将这个函数编译为​​c函数​​,就不会添加重载的参数符号到系统当中。

所以如果你本身后缀名是​​.c​​​的文件,就不需要添加​​extern "C"​​了

这里假定都是用**C++**来实现。

3.3 动态链接库存放的位置要求

最终执行脚本的时候,​​python​​​会根据调用的接口,就在当前路径开始寻找动态链接库,当然你可以指定加载哪个目录下面的​​dll​​​,如果你只是通过类的名称,​​python​​​就只会在当前目录或者系统目录下寻找。它和​​Python​​本身的扩展库查找路径是无关的。

四、总结

  • 本文使用​​ctypes​​的基本介绍以及注意事项 。
  • 下节课会在​​windows​​下开始实战

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