## 人生苦短我用python[0x08] 使用ctypes调用c语言接口 ##

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作者： EflyPro->晦明禅师

1.背景

python作为解析语言大规模应用在各个领域，c语言作为系统级别的语言广泛应用在基础，系统，网络等底层服务当中，可以说python和c语言之间各有擅长和不擅长的地方，今天文章讨论的是，如何使用python开发的程序调用c语言写的库文件，使得两种语言得以互补。

2.ctypes

ctypes是python自带的用于跟c语言做对接的库，里面提供了针对c语言数据类型，除此还提供了加载动态库和调用动态库函数的功能，比如在windows下可以加载dll文件并可以调用里面的函数接口，在linux下可以加载so文件调用里面的函数接口。

3.例子

我们使用ctypes库，调用c语言经常用到的printf函数作为一个简单的例子，下面是具体python代码

>>> import ctypes
>>> ctypes.cdll.LoadLibrary('libc.so.6')
<CDLL 'libc.so.6', handle 7f7495ee59b0 at 7f7495d5c850>
>>> libc = ctypes.CDLL('libc.so.6')
>>> libc.printf
<_FuncPtr object at 0x7f7495d30c80>
>>> libc.printf("hello %s\n", "world!")
hello world!
13
>>>

简单解析一下上面的几行代码，我们知道printf函数是c语言基础库，放在libc.so文件里面，以例子所在Ubuntu 16.04 x64 Server，具体路径是 /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6，首先是用ctypes加载对应的so文件，因为libc是系统基础库文件，所以不用指定绝对路径，加载完之后就实例化libc的对象，比如程序的libc，然后就可以调用libc里面的printf函数了。根据printf的函数原型，除了输出字符信息之外，还返回输出信息的长度，所以我们看到除了输出hello world！之外，下面返回的14就是字符串的长度。

4.实战

上面3的例子是调用系统自带的库，下面我们自己尝试用c语言编写一个动态库，然后使用ctypes调用里面的函数接口。我们先用c语言编写一个最简单的库，然后这个库里面只有一个函数接口。

foo.h

#ifndef foo_h__
#define foo_h__

extern void foo(void);

#endif  // foo_h__

foo.c

#include <stdio.h>

void foo(void)
{
printf("Hello, I'm a shared library");
}

编译foo so动态库

gcc -c -Wall -Werror -fpic foo.c
gcc -shared -o libfoo.so foo.o

一切顺利的话，当前目录下会有一个libfoo.so的动态库文件，下面我们写一个main.c的程序测试一下这个libfoo.so库

main.c

#include <stdio.h>
#include "foo.h"

int main(void)
{
printf("This is a shared library test...");
foo();
return 0;
}

编译main.c文件

#这里需要用-L参数告诉gcc我们的so库所在目录，要不gcc会找不到我们的库
gcc -L/tmp/test -Wall -o test main.c -lfoo

一切顺利之后会产生test的执行文件，我们执行它，不过执行之前我们先要定义一下系统库路径，要不执行test的时候系统会提示找不到库文件

export LD_LIBRARY_PATH=/tmp/test:$LD_LIBRARY_PATH
./test

顺利输出信息。我们知道我们的libfoo.so是正常可用的，那么我们就写一个python程序去调用我们的libfoo里面的foo函数接口。

main.py

>>> import ctypes
>>> ctypes.cdll.LoadLibrary('/tmp/test/libfoo.so')
>>> libfoo = ctypes.CDLL('libfoo.so')
>>> libfoo = ctypes.CDLL('/tmp/test/libfoo.so')
>>> libfoo
<CDLL '/tmp/test/libfoo.so', handle f10de0 at 7f7495d46750>
>>> libfoo.foo()
Hello, I'm a shared library27
>>>

具体代码其实跟3.例子类似，只是因为我们的库是非系统的，所以要指定绝对路径而已，字符串最后的27是输出字符串的长度。

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