Question

我正在尝试将一段VBA代码移植到Python。这项工作包括调用Windows DLL中的函数。该函数需要一个指向C结构的指针（在VBA中，它们被称为＆＃34; Type＆＃34;）作为参数。提到的结构包含固定长度的字符串以及固定长度的字符串数组。我正在努力寻找一种方法来使用ctypes在Python中表达这一点。

原始VBA代码包含如下语句：

Public Type elements
    elementA As String * 48
    elementB(3) As String * 12
End Type

这可以用C中的以下方式表示，我认为：

struct elements
{
    char elementA[48];
    char elementB[4][12];
}

到目前为止，我在Python中尝试过：

import ctypes

class elements(ctypes.Structure):
    _fields_ = [
        ("elementA", ctypes.create_string_buffer(48)), 
        ("elementB", ctypes.create_string_buffer(12) * 4)
        ]

我可以成功声明elementA，虽然声明elementB失败并带有

＆＃34; TypeError：*：＆＃39; c_char_Array_12＆＃39;不支持的操作数类型和＆＃39; int＆＃39;＆＃34;

如何以正确的方式做到这一点？

更新＃1

我可以成功声明以下内容：

import ctypes

class elements(ctypes.Structure):
    _fields_ = [
        ("elementA", ctypes.c_char * 48), 
        ("elementB", ctypes.c_char * 12 * 4)
        ]

elementA暴露了一个＆＃34;值＆＃34;属性，而我找不到使用elementB的方法。如何阅读其内容或更改内容？

更新＃2

我想我理解这种行为。

>>> e = elements()
>>> e.elementA
''
>>> e.elementA = 'test'
>>> e.elementA
'test'
>>> e.elementB
<__main__.c_char_Array_12_Array_4 object at 0x9878ecc>
>>> e.elementB[0][:] == '\x00' * 12
True
>>> e.elementB[0][:]
'\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'
>>> e.elementB[0][:] = 'test'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: Can only assign sequence of same size
>>> e.elementB[0][:] = 'test' + '\x00' * 8
>>> e.elementB[0][:]
'test\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'
>>> testB = 'abcde'
>>> e.elementB[0][:] = testB + '\x00' * ( ctypes.sizeof(e.elementB[0]) - len(testB) )
>>> e.elementB[0][:]
'abcde\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'
>>> e.elementB[0][:].rstrip('\x00')
'abcde'
>>> e.elementB[0].value
'abcde'
>>> e.elementB[0].value = 'abcdef'
>>> e.elementB[0][:]
'abcdef\x00\x00\x00\x00\x00\x00'

（这个问题涉及Python 2.6和2.7。）

Answer 1

create_string_buffer是一个便捷函数，用于创建c_char数组实例。但是，字段定义需要C类型，而不是实例。例如：

import ctypes

class elements(ctypes.Structure):
    _fields_ = [("elementA", ctypes.c_char * 48), 
                ("elementB", ctypes.c_char * 12 * 4)]

假设您的C函数定义如下：

lib.func.argtypes = [ctypes.POINTER(elements)]

要调用此函数，请使用elements传递byref的实例：

e = elements()
lib.func(ctypes.byref(e))

访问1-D c_char数组字段（例如elementA）是特殊的，以返回Python字符串。但是访问二维数组（例如elementB）会返回一个ctypes Array实例。在elementB的情况下，有4行，每行包含12列。

>>> len(e.elementB)
4
>>> map(len, e.elementB)
[12, 12, 12, 12]

sizeof以字节为单位返回数组的大小。例如，elementB的缓冲区由48个c_char个元素组成，每个元素为1个字节：

>>> ctypes.sizeof(e.elementB)
48

作为字符数组的c_char数组elementB是特殊的，具有value和raw属性。获取value属性会创建一个Python字符串，将该数组视为以null结尾的C字符串。 raw属性返回整个长度。您还可以使用这些属性分配Python字符串，并且都接受包含null的字符串。

>>> e.elementB[3].value = 'abc\x00def'
>>> e.elementB[3].value
'abc'
>>> e.elementB[3].raw
'abc\x00def\x00\x00\x00\x00\x00'

或者对数组进行切片以获取子字符串：

>>> e.elementB[3][:]
'abc\x00def\x00\x00\x00\x00\x00'
>>> e.elementB[3][4:7]
'def'

c_wchar数组只有value属性，返回unicode字符串。您可以使用value字符串或（在Python 2中）将unicode设置为8位字符串。使用当前ctypes编码解码8位字符串，在Windows上默认为'mbcs'，否则为'ascii'。 set_conversion_mode（Python 2）设置默认编码：

>>> s = (ctypes.c_wchar * 12)()
>>> v = u'\u0100'.encode('utf-8')
>>> v
'\xc4\x80'
>>> s.value = v
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't decode byte 0xc4 in position 0: 
ordinal not in range(128)

>>> old_mode = ctypes.set_conversion_mode('utf-8', 'strict')
>>> old_mode
('ascii', 'strict')

现在分配'\xc4\x80'可以将转换编码设置为UTF-8：

>>> s.value = v
>>> s.value
u'\u0100'
>>> s[:]
u'\u0100\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'

数组是可迭代的：

for row in e.elementB:
    row[:] = 'abcdefghijkl'

>>> print '\n'.join(row[::-1] for row in e.elementB)
lkjihgfedcba
lkjihgfedcba
lkjihgfedcba
lkjihgfedcba

ctypes数据类型支持Python的缓冲协议，以便与其他类型进行互操作：

>>> bytearray(e.elementB)
bytearray(b'abcdefghijklabcdefghijklabcdefghijklabcdefghijkl')

>>> import numpy as np
>>> np.frombuffer(e.elementB, dtype='uint8')
array([ 97,  98,  99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108,  97,
        98,  99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108,  97,  98,
        99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108,  97,  98,  99,
       100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108], dtype=uint8)

将VBA Type / C结构移植到Python ctypes.Structure：具有固定长度的字符串数组

1 个答案: