Python调用C/C++动态链接库

Python调用C/C++动态链接库

2013年07月26日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3219字 ⁄ 字号 小 中 大 ⁄ 评论关闭

 

吐槽(可略过)：不知不觉，4月份毕业，5月份进入团队，已有7个月。大的方面经历着测试、解决客户问题/bug、出一个产品Patch，小的技术方面经历着C++，Shell，python，linux Kernel以及自动化测试框架，看起来经历都很丰富，但何尝不处于一种浅尝辄止的状态？！似乎就像学生时代，寂寞了，就找点不会的技术学学，然而都钻的不够深入。也许现在的境遇，和自己本身的职位也有所关系，不像Deveploper一样可以专心于某一方向的技术，又不像QA一样钻研自动化测试技术，作为一名SEG，必须要以客户为导向，但又得兼顾着团队内部的事情。也许，会有很多人和我一样，但我们不应该对客观环境妥协，更应该从自身方面进行突破和改变，在不影响工作的情况下，坚持一个自己的爱好和技术点，日积月累，并将所学尽量融合进工作之中，这样的方式也许既不失专业，又能够有很好的进步。

Python调用C/C++动态链接库的需求

在自动化测试过程中，难免会遇到语言混合使用的情况，这不，我们也遇到了。初步决定采用Robot Framework作为自动化测试框架后，其支持Java和Python，而Python作为主流的语言，怎么能放弃使用它的机会^_^。
然而产品采用是古老90年代开发的C/S结构，因为古老，当时也没有考虑到对产品的测试进行自动化，Client端并没有预留CLI(Command Line interface)形式的接口，真是雪上加霜啊。

那怎么自动化？采用AutoIT来对客户端界面进行自动化测试？可惜AutoIT对当初开发采用的控件识别不是很好，如果采用控件所在位置来进行控制的方式，又会导致自动化测试并不是很稳定。那么！！！只有自己开发接口了，目前在Client端开发出CLI形式的接口，将其封装为DLL，然后在Robot FrameWork框架中采用Python对DLL进行调用。任务艰巨哪！

Python调用DLL例子

示例一

首先，在创建一个DLL工程(本人是在VS 2005中创建)，头文件：

//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);
}

CPP文件：

//hello.cpp
#define EXPORT_HELLO_DLL
#include "hello.h"

HELLO_API int IntAdd(int a, int b)
{
	return a + b;
}

这里有两个注意点：

（1）弄清楚编译的时候函数的调用约定采用的__cdecl还是__stdcall，因为根据DLL中函数调用约定方式，Python将使用相应的函数加载DLL。

（2）如果采用C++的工程，那么导出的接口需要extern "C"，这样python中才能识别导出的函数。

我的工程中采用__cdecl函数调用约定方式进行编译链接产生hello.dll，然后Python中采用ctypes库对hello.dll进行加载和函数调用：

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

OK，一个小例子已经完成了，如果你感兴趣，但还没试过，那就尝试一下吧。

示例二

示例一只是一个"hello world"级别的程序，实际运用中更多的需要传递数据结构、字符串等，才能满足我们的需求。那么这个示例将展示，如何传递数据结构参数，以及如何通过数据结构获取返回值。

首先编写DLL工程中的头文件：

//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);
}

CPP文件如下：

//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";
}

GetStructInfo这个函数通过传递一个StructTest类型的指针，然后对对象中的属性进行赋值，最后返回"just OK".

编写Python调用代码如下，首先在Python中继承Structure构造一个和C DLL中一致的数据结构StructTest，然后设置函数GetStructInfo的参数类型和返回值类型，最后创建一个StructTest对象，并将其转化为指针作为参数，调用函数GetStrcutInfo，最后通过输出数据结构的值来检查是否调用成功：

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;

总结

1. 用64位的Python去加载32位的DLL会出错

2. 以上只是些测试程序，在编写Python过程中尽可能的使用"try Except"来处理异常

3. 注意在Python与C DLL交互的时候字节对齐问题

4. ctypes库的功能还有待继续探索

http://www.xuebuyuan.com/1639050.html