C/C++ из Python

Про то как вызывать Python из C написал в прошлой статье, теперь поговорим как делать наоборот и вызывать C/C++ из Python. Раз начал писать об этом, то раскроем всю тему до конца. Тем более, что ни чего сложного здесь нет тоже.

C

Здесь все просто, python умеет вызывать C функции без каких либо проблем.

test.c:

#include "test.h"  int a = 5; double b = 5.12345; char c = 'X';  int  func_ret_int(int val) {      printf("get func_ret_int: %d\n", val);     return val; }   double  func_ret_double(double val) {      printf("get func_ret_double: %f\n", val);     return val; }   char * func_ret_str(char *val) {      printf("get func_ret_str: %s\n", val);     return val; }   char func_many_args(int val1, double val2, char val3, short val4) {      printf("get func_many_args: int - %d, double - %f, char - %c, short - %d\n", val1, val2, val3, val4);     return val3; } 

test.h:

#ifndef _TEST_H_ #define _TEST_H_  #ifdef  __cplusplus extern "C" { #endif  #include <stdio.h> #include <string.h> #include <unistd.h>  int func_ret_int(int val); double func_ret_double(double val); char *func_ret_str(char *val);  #ifdef  __cplusplus } #endif  #endif  /* _TEST_H_ */

Как компилировать :

gcc -fPIC -shared -o libtest.so test.c

Исходник компилируется в динамическую библиотеку и готов к бою.
Переходим к python. В примере показывается как передать аргументы функции, получить результат работы от функции, а так же как получить и изменить значения глобальных переменных.

main.py:

#!/usr/bin/python3 #-*- coding: utf-8 -*-  import ctypes   # Загрузка библиотеки test = ctypes.CDLL('./objs/libtest.so')  ## # Работа с функциями ##  # Указываем, что функция возвращает int test.func_ret_int.restype = ctypes.c_int # Указываем, что функция принимает аргумент int test.func_ret_int.argtypes = [ctypes.c_int, ]  # Указываем, что функция возвращает double test.func_ret_double.restype = ctypes.c_double # Указываем, что функция принимает аргумент double test.func_ret_double.argtypes = [ctypes.c_double]  # Указываем, что функция возвращает char * test.func_ret_str.restype = ctypes.c_char_p # Указываем, что функция принимает аргумент char * test.func_ret_str.argtypes = [ctypes.POINTER(ctypes.c_char), ]  # Указываем, что функция возвращает char test.func_many_args.restype = ctypes.c_char # Указываем, что функция принимает аргумент char * test.func_many_args.argtypes = [ctypes.c_int, ctypes.c_double, ctypes.c_char, ctypes.c_short]  print('ret func_ret_int: ', test.func_ret_int(101)) print('ret func_ret_double: ', test.func_ret_double(12.123456789))  # Необходимо строку привести к массиву байтов, и массив байтов к строке. print('ret func_ret_str: ', test.func_ret_str('Hello!'.encode('utf-8')).decode("utf-8") )  print('ret func_many_args: ', test.func_many_args(15, 18.1617, 'X'.encode('utf-8'), 32000).decode("utf-8"))  print()  ## # Работа с переменными ##  # Указываем, что переменная типа int a = ctypes.c_int.in_dll(test, "a") print('ret a: ', a.value)  # Изменяем значение переменной. a.value = 22 a = ctypes.c_int.in_dll(test, "a") print('ret a: ', a.value)  # Указываем, что переменная типа double b = ctypes.c_double.in_dll(test, "b") print('ret b: ', b.value)  # Указываем, что переменная типа char c = ctypes.c_char.in_dll(test, "c") print('ret c: ', c.value.decode("utf-8"))

Все возможные типы данных и их обозначения можно посмотреть в документации python.

C++

Здесь немного сложнее, т.к. ctypes может только работать с C функциями. Это для нас не проблема, просто C обвяжем код C++.

Методы класса C++ и обвязка на C:

#include "test.hpp"  /*  * Методы класса  */ std::string test::ret_str(std::string val) {     std::cout << "get ret_str: " << val << std::endl;     return val; }  int test::ret_int(int val) {     std::cout << "get ret_int: " << val << std::endl;     return val; }  double test::ret_double(double val) {     std::cout << "get ret_double: " << val << std::endl;     return val; }  /*  * Обвязка C для методов класса C++  */  test *test_new() {     return new test(); }  char *test_ret_str(test *test, char *val) {     std::string str = test->ret_str(std::string(val));     char *ret = new char[str.length() + 1];      strcpy(ret, str.c_str());      return ret; }  int test_ret_int(test *test, int val) {     return test->ret_int(val); }  double test_ret_double(test *test, double val) {     return test->ret_double(val); }

Но есть один нюанс, обвязку надо объявить как extern C. Что бы ++ компилятор не перегрузил имена функций обвязки. Если он это сделает, то мы не сможем через ctypes работать с нашими функциями.
test.hpp:

#include <iostream> #include <string.h>  class test { public:     int a = 5;     double b = 5.12345;     char c = 'X';      std::string ret_str(std::string val);     int ret_int(int val);     double ret_double(double val); };  #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif      test *test_new();     char *test_ret_str(test *test, char *val);     int test_ret_int(test *test, int val);     double test_ret_double(test *test, double val);  #ifdef __cplusplus } #endif

Как компилировать:
g++ -fPIC -shared -o libtestpp.so test.cpp

С python все так же просто.

# Загрузка библиотеки testpp = ctypes.CDLL('./objs/libtestpp.so')  # Указываем, что функция возвращает указатель testpp.test_new.restype = ctypes.c_void_p  # Указываем, что функция возвращает char * testpp.test_ret_str.restype = ctypes.c_char_p # Указываем, что функция принимает аргумент void * и char * testpp.test_ret_str.argtypes = [ctypes.c_void_p, ctypes.c_char_p]  # Указываем, что функция возвращает int testpp.test_ret_int.restype = ctypes.c_int # Указываем, что функция принимает аргумент void * и int testpp.test_ret_int.argtypes = [ctypes.c_void_p, ctypes.c_int]  # Указываем, что функция возвращает double testpp.test_ret_double.restype = ctypes.c_double # Указываем, что функция принимает аргумент void * и double testpp.test_ret_double.argtypes = [ctypes.c_void_p, ctypes.c_double]  test = testpp.test_new() print('ret test_ret_str: ', testpp.test_ret_str(test, 'Hello!'.encode('utf-8')).decode("utf-8")) print('ret test_ret_int: ', testpp.test_ret_int(test, 123)) print('ret test_ret_double: ', testpp.test_ret_double(test, 9.87654321))

Код постарался закомментировать понятно, что бы здесь писать поменьше )

Надеюсь будет полезно.

Ссылки

Исходные коды примеров
Предыдущая статья Python из C