在Python中调用C++的方法（ctypes）

2023-06-04 13:03| 来源: 网络整理| 查看: 265

在Python中可以通过几种方法调用C++的函数，这里介绍使用ctypes的方法。ctypes是Python自带的一个模块，能够直接载入C++生成的动态链接库，并调用其中的函数。示例如下

代码文件：add.cpp

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

头文件：add.h

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

编译命令

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

在Ubuntu系统通过上述编译命令生成动态链接库add.so。其中需要输出的函数必须定义为extern "C"类型，表示函数接口以C语言的格式输出。

在Python中的调用方法如下

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

这是比较简单的例子，对于使用numpy等数据类型的函数则需要更为复杂的形式，比如对于两个数组相加的例子

代码文件：add_arr.cpp

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

头文件：add_arr.h

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

实现一个简单的数组相加的功能

在Python文件中调用的方法

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 = [ #指定函数调用的参数形式 POINTER(c_double), #ctypes定义下的指向64位浮点数的指针 POINTER(c_double), POINTER(c_double) ] a = np.random.rand(10,10) b = np.random.rand(10,10) c = np.zeros([10,10]) #调用函数，执行数据的相加 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，首先指定调用函数的参数形式，通过ctypes库可以把numpy数组以数据指针的形式传递给C++函数，在调用函数的时候，分别把numpy数组的指针传递给函数，即可以在C++函数中实现对两个数组的相加。然后打印数据和运算结果。

其中double_ptr是一个把numpy数组转为指针参数的操作符。

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