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Python が C/C++ ダイナミックリンクライブラリを呼び出す方法の詳細な説明

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Jun 16, 2016 am 08:43 AM

c c++ python ダイナミックリンクライブラリ移行

この記事では、Python が C/C++ DLL ダイナミックリンクライブラリを呼び出す方法を例を使用して説明します。具体的な例は次のとおりです。

例 1:

まず、DLL プロジェクトを作成します (この例の作成環境は VS 2005)、ヘッダーファイル:

//hello.h
#ifdef EXPORT_HELLO_DLL
#define HELLO_API __declspec(dllexport)
#else
#define HELLO_API __declspec(dllimport)
#endif
extern "C"
{
 HELLO_API int IntAdd(int , int);
}

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CPP ファイル:

//hello.cpp
#define EXPORT_HELLO_DLL
#include "hello.h"
HELLO_API int IntAdd(int a, int b)
{
 return a + b;
}

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ここで注意すべき点が 2 つあります:

(1) コンパイル時に関数呼び出し規則が __cdecl か __stdcall かを確認します。これは、DLL 内の関数呼び出し規則に従って、Python は対応する関数を使用して DLL をロードするためです。

(2) C++ プロジェクトが使用されている場合、エクスポートされた関数が Python で認識されるように、エクスポートされたインターフェイスには extern "C" が必要です。

私のプロジェクトでは、__cdecl 関数呼び出し規約を使用してコンパイルおよびリンクして hello.dll を生成し、Python の ctypes ライブラリを使用して hello.dll をロードして関数呼び出しを行います。

from ctypes import *
dll = cdll.LoadLibrary('hello.dll');
ret = dll.IntAdd(2, 4);
print ret;

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この時点で、最初の小さなサンプルが完成したので、読者は自分で試してみることができます。

例 2:

この例は単なる「hello world」レベルのプログラムです。実際のアプリケーションでは、ニーズを満たすためにさらに多くのデータ構造、文字列などを渡す必要があります。次に、この例では、データ構造パラメーターを渡す方法と、データ構造を通じて戻り値を取得する方法を示します。

まず、DLL プロジェクトにヘッダーファイルを書き込みます:

//hello.h
#ifdef EXPORT_HELLO_DLL
#define HELLO_API __declspec(dllexport)
#else
#define HELLO_API __declspec(dllimport)
#endif

#define ARRAY_NUMBER 20
#define STR_LEN 20

struct StructTest
{
 int number;
 char* pChar;
 char str[STR_LEN];
 int iArray[ARRAY_NUMBER];
};

extern "C"
{
 //HELLO_API int IntAdd(int , int);
 HELLO_API char* GetStructInfo(struct StructTest* pStruct);
}

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CPP ファイルは次のとおりです:

//hello.cpp
#include <string.h>
#define EXPORT_HELLO_DLL
#include "hello.h"

HELLO_API char* GetStructInfo(struct StructTest* pStruct)
{
 for (int i = 0; i < ARRAY_NUMBER; i++)
 pStruct->iArray[i] = i;
 pStruct->pChar = "hello python!";
 strcpy (pStruct->str, "hello world!");
 pStruct->number = 100;
 return "just OK";
}

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GetStructInfo 関数は、StructTest 型のポインターを渡し、オブジェクト内のプロパティに値を割り当て、最後に「just OK」を返します。

次のように Python 呼び出しコードを記述します。まず、Python で Structure を継承して C DLL と一致するデータ構造 StructTest を構築し、次に関数 GetStructInfo のパラメーターの型と戻り値の型を設定し、最後にStructTest オブジェクトを追加し、パラメーターとしてポインターに変換され、関数 GetStrcutInfo を呼び出し、最後にデータ構造の値を出力することで呼び出しが成功したかどうかを確認します:

from ctypes import *
ARRAY_NUMBER = 20;
STR_LEN = 20;
#define type
INTARRAY20 = c_int * ARRAY_NUMBER;
CHARARRAY20 = c_char * STR_LEN;
#define struct
class StructTest(Structure):
  _fields_ = [
    ("number", c_int),
    ("pChar", c_char_p),
    ("str", CHARARRAY20),
    ("iArray", INTARRAY20)
        ]
#load dll and get the function object
dll = cdll.LoadLibrary('hello.dll');
GetStructInfo = dll.GetStructInfo;
#set the return type
GetStructInfo.restype = c_char_p;
#set the argtypes
GetStructInfo.argtypes = [POINTER(StructTest)];
objectStruct = StructTest();
#invoke api GetStructInfo
retStr = GetStructInfo(byref(objectStruct));
#check result
print "number: ", objectStruct.number;
print "pChar: ", objectStruct.pChar;
print "str: ", objectStruct.str;
for i,val in enumerate(objectStruct.iArray):
  print 'Array[i]: ', val;
print retStr;

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概要:

1. 64 ビット Python を使用して 32 ビット DLL をロードするとエラーが発生します
2. 上記はほんの一部のテストプログラムです。Python を作成する際は、可能な限り "try Except" を使用してください。
3. Python が C DLL と対話するときのバイトアライメントの問題に注意してください
4. ctypes ライブラリの機能はまだ調査されていません

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