python 实践之 ctypes

近段时间工作中，需要对一个算法的有效性做批量验证，这种活我一般都是用python + pySide搞定。验证通过之后，再转换为C代码。之前一直是这么做的，因为python调整算法很快。但这次的算法比较复杂，用python实现起来固然方便（list操作太方便了），却还要经过一道转换，需要做单元测试。为了充分发挥懒人精神，决定算法部分直接用C代码实现，python负责界面和数据加载及预处理（处理为产品上的数据格式）。花了点时间研究了一下ctypes，以下就是笔记，我重点应用的是数组/指针类型的参数。

#include <stdio.h>

__declspec( dllexport ) int func_test(unsigned short anInputSignal1[], int nLen1, unsigned short anInputSignal2[], int nLen2, unsigned short *pnOutput, int *pLen);
int func_test(unsigned short anInputSignal1[], int nLen1, unsigned short anInputSignal2[], int nLen2, unsigned short *pnOutput, int *pLen)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < nLen1; i++)
	{
		printf("%d, ", anInputSignal1[i]);
	}
	printf("\n");
	for (i = 0; i < nLen2; i++)
	{
		printf("%d, ", anInputSignal2[i]);
	}
	printf("\n");

	for (i = 0; i < *pLen; i++)
		pnOutput[i] = i;
	*pLen = 1;
	return 0;
}

编译成为 dll，放到python工程文件夹下，test.py内容如下：

import ctypes
import array

inputSignal1 = array.array('H')
inputSignal1.fromlist(range(1, 10))
inputSignal2 = array.array('H')
inputSignal2.fromlist(range(11, 20))

cInputArrayType = (ctypes.c_ushort * len(inputSignal1))

cInputSignal1 = cInputArrayType(*inputSignal1)
cInputSignal2 = cInputArrayType(*inputSignal2)

cOutputArray = (ctypes.c_ushort * 10)()

cOutLen = ctypes.c_int(10)

mydll = ctypes.CDLL('ctypes.test.dll')
mydll.func_test(cInputSignal1, 
                ctypes.c_int(len(inputSignal1)), 
                cInputSignal2, 
                ctypes.c_int(len(inputSignal2)), 
                cOutputArray,
                ctypes.byref(cOutLen))

print cOutLen.value
for data in cOutputArray:
    print data

其中比较tricky的一点就是用于C类型的数组入参初始化，先利用python的array模块将list转换为array，然后用array初始化C类型的数组。

输出如下：

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19,
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

剩下的数据类型可以参考文档，写的挺好的，就是初始化部分开始让我有些纠结，呵呵。