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Python中使用ctypes調(diào)用C++的方法

更新時(shí)間：2023年06月01日 11:10:49 作者：星光2020

本文主要介紹了Python中使用ctypes調(diào)用C++的方法，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

在Python中可以通過(guò)幾種方法調(diào)用C++的函數(shù)，這里介紹使用ctypes的方法。ctypes是Python自帶的一個(gè)模塊，能夠直接載入C++生成的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，并調(diào)用其中的函數(shù)。示例如下

代碼文件：add.cpp

int add(int a, int b) {
    return a+b;
}

頭文件：add.h

extern "C"
int add(int a, int b);

編譯命令

$ g++ -fPIC -shared -o add.so add.cpp

在Ubuntu系統(tǒng)通過(guò)上述編譯命令生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)add.so。其中需要輸出的函數(shù)必須定義為extern "C"類(lèi)型，表示函數(shù)接口以C語(yǔ)言的格式輸出。

在Python中的調(diào)用方法如下

from ctypes import *
lib = cdll.LoadLibrary('./add.so')
a = 5
b = 4
c = lib.add(a,b)
print("a + b = ", c)

這是比較簡(jiǎn)單的例子，對(duì)于使用numpy等數(shù)據(jù)類(lèi)型的函數(shù)則需要更為復(fù)雜的形式，比如對(duì)于兩個(gè)數(shù)組相加的例子

代碼文件：add_arr.cpp

void add_arr(double a[10][10], double b[10][10], double c[10][10]) {
    for (int i=0; i<10; i++) {
        for (int j=0; j<10; j++) {
            c[i][j] = a[i][j] + b[i][j];
        }
    }
}

頭文件：add_arr.h

extern "C"
void add_arr(double a[10][10], double b[10][10], double c[10][10]);

實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)組相加的功能

在Python文件中調(diào)用的方法

from ctypes import *
def double_ptr(arr):
? ? ptr = arr.ctypes.data_as(POINTER(c_double))
? ? return ptr
lib = cdll.LoadLibrary('./add_arr.so')
lib_add_arr = lib.add_arr
lib_add_arr.argtypes = [ ?? ?#指定函數(shù)調(diào)用的參數(shù)形式
?? ?POINTER(c_double), ?? ??? ?#ctypes定義下的指向64位浮點(diǎn)數(shù)的指針
?? ?POINTER(c_double),?
?? ?POINTER(c_double) ]
a = np.random.rand(10,10)
b = np.random.rand(10,10)
c = np.zeros([10,10])
#調(diào)用函數(shù)，執(zhí)行數(shù)據(jù)的相加
lib_add_arr(double_ptr(a), double_ptr(b), double_ptr(c))
print("a = \n", a)
print("b = \n", b)
print("c = \n", c)

在Python程序中，首先指定調(diào)用函數(shù)的參數(shù)形式，通過(guò)ctypes庫(kù)可以把numpy數(shù)組以數(shù)據(jù)指針的形式傳遞給C++函數(shù)，在調(diào)用函數(shù)的時(shí)候，分別把numpy數(shù)組的指針傳遞給函數(shù)，即可以在C++函數(shù)中實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)數(shù)組的相加。然后打印數(shù)據(jù)和運(yùn)算結(jié)果。

其中double_ptr是一個(gè)把numpy數(shù)組轉(zhuǎn)為指針的操作符。

到此這篇關(guān)于Python中使用ctypes調(diào)用C++的方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python ctypes調(diào)用C++內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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