深入理解Python ctypes模块（手把手教你用Python调用C语言函数）

安装与导入

ctypes 是Python内置模块，无需额外安装。只需在你的Python脚本中导入即可：

import ctypes

基本使用步骤

使用 ctypes 调用C函数通常包括以下几个步骤：

1. 编写并编译C代码为动态链接库（.dll 或 .so）
2. 在Python中加载该动态链接库
3. 定义函数参数和返回值类型
4. 调用函数并处理结果

实战示例：调用C语言加法函数

第1步：编写C代码

创建一个名为 mathlib.c 的文件：

// mathlib.c#include <stdio.h>int add(int a, int b) {    return a + b;}

第2步：编译为动态链接库

在Linux/macOS下使用gcc编译：

gcc -shared -fPIC -o mathlib.so mathlib.c

在Windows下（使用MinGW或MSVC）：

gcc -shared -o mathlib.dll mathlib.c

第3步：在Python中调用

import ctypes# 加载动态链接库（Linux/macOS）lib = ctypes.CDLL('./mathlib.so')# 如果是Windows，则使用：# lib = ctypes.CDLL('./mathlib.dll')# 指定函数参数类型和返回类型lib.add.argtypes = (ctypes.c_int, ctypes.c_int)lib.add.restype = ctypes.c_int# 调用函数result = lib.add(3, 5)print("3 + 5 =", result)  # 输出：3 + 5 = 8

常用数据类型映射

在使用 ctypes 时，必须将Python类型转换为对应的C类型。以下是常见映射：

处理字符串和数组

传递字符串给C函数时，需使用字节串（bytes）：

# C函数：void print_str(char* s);lib.print_str.argtypes = [ctypes.c_char_p]lib.print_str(b"Hello from Python!")  # 注意：使用 b"..."

处理数组也很简单：

# 创建一个包含5个整数的数组IntArray5 = ctypes.c_int * 5arr = IntArray5(1, 2, 3, 4, 5)# 传递给C函数lib.process_array(arr, 5)

小结

通过本篇ctypes教程，你已经掌握了如何使用Python的ctypes模块调用C语言函数。无论是进行系统级编程、性能优化，还是集成现有C库，Python ctypes模块都是一个强大而灵活的工具。记住关键点：正确加载库、声明参数/返回类型、使用正确的数据类型映射。

希望这篇ctypes使用详解能帮助你顺利实现Python调用C语言的目标！如有疑问，欢迎查阅Python官方文档或在评论区留言交流。