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python使用ctypes調(diào)用擴(kuò)展模塊的實(shí)例方法

 更新時(shí)間：2020年01月28日 14:23:03   作者：古明地盆  
在本篇文章里小編給大家整理的是一篇關(guān)于python使用ctypes調(diào)用擴(kuò)展模塊的實(shí)例方法內(nèi)容，需要的朋友們可以學(xué)習(xí)參考下。

楔子

我們知道python的執(zhí)行效率不是很高，而且由于GIL的原因，導(dǎo)致python不能充分利用多核CPU。一般的解決方式是使用多進(jìn)程，但是多進(jìn)程開(kāi)銷(xiāo)比較大，而且進(jìn)程之間的通信也會(huì)比較麻煩。因此在解決效率問(wèn)題上，我們會(huì)把那些比較耗時(shí)的模塊使用C或者C++編寫(xiě)，然后編譯成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，Windows上面是dll，linux上面則是so，編譯好之后，交給python去調(diào)用。而且通過(guò)擴(kuò)展模塊的方式還可以解決python的GIL的問(wèn)題，因此如果想要利用多核，我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^(guò)擴(kuò)展模塊的方式。

python如何調(diào)用擴(kuò)展模塊

python調(diào)用擴(kuò)展模塊的一種比較簡(jiǎn)單的方式就是使用ctypes這個(gè)庫(kù)，這個(gè)庫(kù)是python官方提供的，任何一個(gè)版本的python都可以使用，我們通過(guò)ctypes可以很輕松地調(diào)用擴(kuò)展模塊。

演示

#include <stdio.h>

void test()
{
  printf("hello world\n");
}

我們定義了一個(gè)很簡(jiǎn)單的函數(shù)，下面我們就可以將其編譯成擴(kuò)展模塊了。在Windows是dll，linux上是so，編譯的命令是一樣的。我這里以Windows 為例，記得在Windows上要安裝MinGW，或者安裝VsCode，我這里使用的是MinGW，因?yàn)閂sCode太大了。

gcc -o dll文件或者so文件 -shared c或者c++源文件

我這里的C源文件叫做1.c，我們編譯成mmp.dll吧，所以命令就可以這么寫(xiě)：gcc -o mmp.dll -shared 1.c

下面就可以使用python去調(diào)用了。

import ctypes

# 使用ctypes很簡(jiǎn)單，直接import進(jìn)來(lái)，然后使用ctypes.CDLL這個(gè)類(lèi)來(lái)加載動(dòng)態(tài)模塊
# 如果在Windows上還可以使用ctypes.WinDLL。
# 因?yàn)榭碿types源碼的話(huà)，會(huì)發(fā)現(xiàn)WinDLL也是一個(gè)類(lèi)并且繼承自CDLL
# 所以在linux上使用ctypes.CDLL，
# 而在Windows上既可以使用WinDLL、也可以使用CDLL加載動(dòng)態(tài)模塊
lib = ctypes.CDLL("./mmp.dll") # 加載之后就得到了擴(kuò)展模塊
# 我們可以直接通過(guò).的方式去調(diào)用里面的函數(shù)了，會(huì)發(fā)現(xiàn)成功打印
lib.test() # hello world

# 但是為了確定是否存在這個(gè)函數(shù)，我們一般會(huì)使用反射去獲取
# 因?yàn)槿绻瘮?shù)不存在通過(guò).的方式調(diào)用會(huì)拋異常的
func = getattr(lib, "test", None)
if func:
  print(func) # <_FuncPtr object at 0x0000029F75F315F0>
  func() # hello world


# 不存在test_xx這個(gè)函數(shù)，所以得到的結(jié)果為None
func1 = getattr(lib, "test_xx", None)
print(func1) # None

所以使用ctypes去調(diào)用擴(kuò)展模塊非常方便

1.通過(guò)ctypes.CDLL("dll或者so的路徑")，如果是Windows還可以使用ctypes.WinDLL("dll路徑")。另外這兩種加載方式分別等價(jià)于:ctypes.CDLL("dll或者so的路徑") == ctypes.cdll.LoadLibrary("dll或者so的路徑")，ctypes.WinDLL("dll路徑") == ctypes.windll.LoadLibrary("dll路徑")。但是注意的是：linux上只能使用ctypes.CDLL和ctypes.cdll.LoadLibrary，而Windows上ctypes.CDLL、ctypes.cdll.LoadLibrary、ctypes.WinDLL、ctypes.windll.LoadLibrary都可以使用。但是一般我們都使用ctypes.CDLL即可，另外注意的是：dll或者so文件的路徑最好是絕對(duì)路徑，即便不是也要表明層級(jí)，比如我們這里的py文件和dll文件是在同一個(gè)目錄下，但是我們加載的時(shí)候不可以寫(xiě)mmp.dll，這樣會(huì)報(bào)錯(cuò)找不到，要寫(xiě)成./mmp.dll。

2.加載動(dòng)態(tài)模塊之后會(huì)返回一個(gè)對(duì)象，我們上面起名為lib，這個(gè)lib就是得到的擴(kuò)展模塊了。

3.然后可以直接通過(guò)lib調(diào)用里面的函數(shù)，但是一般我們會(huì)使用反射的方式來(lái)獲取，因?yàn)椴恢篮瘮?shù)到底存不存在，如果不存在直接調(diào)用會(huì)拋出異常，如果存在這個(gè)函數(shù)我們才會(huì)執(zhí)行。

以上就是本次介紹的全部相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，如果大家有任何補(bǔ)充的地方可以聯(lián)系腳本之家小編。

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