ctypes拡張モジュール

ctypes拡張モジュール

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  ctype拡張モジュール Moriyoshi Koizumi <mozo@mozo.jp>
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  自己紹介 ● はてな:moriyoshi ● twitter:moriyoshit ● 某研究機関で生物シミュレーションの研究をし ています。 ●日々PythonとC++を書いてます!! ● 好きなテンプレート言語はPHPです!!!!
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  パーフェクトPHP出ました
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  月刊Python出ます
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  BeepLoudやってます!
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  はい
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  ctypes拡張モジュールとは ● Python 2.5より追加 ●Thomas Heller作 ● C言語で書かれた共有ライブラリをPythonから 利用するためのライブラリ ● 中身はlibffiのラッパー ● 複数のOSに対応 ● といってもピンときませんよね...
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  C言語で書かれた共有ライブラリを Pythonから利用するための ライブラリ
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  それCythonでできるよ ● CythonはCython拡張を施されたPythonで書か れたコードをCに変換する仕組み ● 生成されたCのコードをPythonのC拡張にコン パイルしない限りは利用できない ●開発にはCをコンパイル、リンクする環境が必 要 ● 配布時にも、各プラットフォーム用のバイナリ の準備が必要
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  ctypesなら? ● 純粋なPythonスクリプトからCの関数を呼び出 せる – コンパイル不要 –配布時のバイナリ同梱も不要 ● プロトタイプ作成、C関数のテストコード作成 に威力を発揮
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  Show me whatit looks like! import ctypes # 標準Cライブラリを読み込む dll = ctypes.CDLL("/usr/lib/libSystem.B.dylib") # ライブラリの関数を呼び出す dll.printf("Hello, %s world!n", "bucho")
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  基本的な使い方 ● ctypes.CDLL オブジェクトを、引数として共有 ライブラリ名を渡して生成 ●ctypesオブジェクトの属性にアクセスすると、 C関数を呼び出すためのラッパー関数が自動的 に生成される ● ラッパー関数は普通のPythonの関数として扱え る ● ラッパー関数に渡す引数は自動的にCの型に変 換される
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  デモ
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  値ラッパー import ctypes dll =ctypes.CDLL("/usr/lib/libSystem.B.dylib") dll.printf("%gn", 3.14) Traceback (most recent call last): File <stdin>, line 3, in <module> dll.printf("%gn", 3.14) ctypes.ArgumentError: argument 2: <type 'exceptions.TypeError'>: Don't know how to convert parameter 2 実行結果
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  値ラッパー import ctypes dll =ctypes.CDLL("/usr/lib/libSystem.B.dylib") dll.printf("%gn", ctypes.c_double(3.14)) 3.14 実行結果
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  値ラッパー ● 組み込みのPythonの型とCの型は一対一で対応 していない ● Cの型に対応するPython型をctypes側で用意 ●明示的に型を指定してC関数を呼び出したい場 合は値ラッパーのオブジェクトを渡すと、最終 的に対応するCの型に変換される
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  値ラッパー 値ラッパークラス 対応するCの型 c_byte, c_ubyte,c_short, c_ushort, c_int, c_uint, c_long, c_ulong, c_longlong, c_ulonglong char, unsigned char, short, unsigned short, int, unsigned int, long, unsigned long, long long, unsigned long long c_foat, c_double, c_longdouble foat, double, long double c_char_p, c_wchar_p char *, wchar_t* c_void_p void * など
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  もうちょっと複雑な例 import ctypes # 標準Cライブラリを読み込む dll= ctypes.CDLL("/usr/lib/libSystem.B.dylib") # ライブラリの関数を呼び出す dll.getcwd.restype = ctypes.c_char_p print dll.getcwd() # 現在の作業ディレクトリ dll.sqrt.restype = ctypes.c_double dll.sqrt.argtypes = (ctypes.c_double, ) print dll.sqrt(16) # 16の平方根
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  もうちょっと複雑な例 ● C関数の戻り値の型は、デフォルトではint型で あるとみなされる ● C関数のシグニチャを指定するときは、 ラッパー関数の以下の属性を指定する。 –restype – argtypes
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  ポインタ渡し import ctypes dll = ctypes.CDLL("/usr/lib/libSystem.B.dylib") retval= ctypes.c_int() dll.scanf("%d", ctypes.byref(retval)) print retval
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  ポインタ渡し ● 引数に指定されたポインタの示す先に戻り値を 返すようなC関数を扱う場合 ● ctypes.byref()
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  ctypes.POINTER ● 任意の型のポインタ型を作る場合は ctypes.POINTER(型) を呼ぶと、対応するポイ ンタ型が作られる ● ctypes.POINTER(ctypes.c_int)→ int *
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  ctypes.POINTER import ctypes c_int_p =ctypes.POINTER(ctypes.c_int) dll = ctypes.CDLL("/usr/lib/libSystem.B.dylib") retval = ctypes.c_int() dll.scanf("%d", c_int_p(retval)) print retval ※このケースだと、ctypes.byref() 使った方が早いです。
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  構造体 ● ctypes.Structureクラスを継承したクラスを作る ことで、Cの構造体に対応したラッパー型を作 れる ● _fields_属性に (フィールド名, 型) からなるタ プルのリストを渡す
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  構造体 struct tm { inttm_sec; int tm_min; int tm_hour; int tm_mday; int tm_mon; int tm_year; int tm_wday; int tm_yday; int tm_isdst; char *tm_zone; long tm_gmtoff; }; class TMStructure(ctypes.Structure): _fields_ = [ ('tm_sec', ctypes.c_int), ('tm_min', ctypes.c_int), ('tm_hour', ctypes.c_int), ('tm_mday', ctypes.c_int), ('tm_mon', ctypes.c_int), ('tm_year', ctypes.c_int), ('tm_wday', ctypes.c_int), ('tm_yday', ctypes.c_int), ('tm_isdst', ctypes.c_int), ('tm_zone', ctypes.c_char_p), ('tm_gmtoff', ctypes.c_long)]
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  コールバック関数 void call_callback(void(*cb)(const char *)) { cb("hoge"); } importctypes dll = ctypes.CDLL("libcallback.dylib") cfun = ctypes.CFUNCTYPE(None, ctypes.c_char_p) def callback(string): print "Hello, %s world!" % string dll.call_callback(cfun(callback))
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  コールバック関数 ● ctypes.CFUNCTYPE(戻り値の型, [引数の型,引 数の型...]) を呼び出して、コールバック関数の ラッパーオブジェクトを生成する ● ラッパーオブジェクトは、C関数の呼び出し時 に、関数ポインタに変換される
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  クロスプラットフォーム ● MacのPythonでも ● WindowsのPythonでも ●Free UnixのPythonでも ● それからIronPythonでも
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  複数プラットフォームを サポートするときの注意点 ● たとえば標準C関数のライブラリ名はプラット フォームごとに違う ● sys.platformなどでOSを判定して対処
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  まとめ ● dll =ctypes.CDLL()で読み込み ● dll.[関数名]() で関数を呼び出す ● 関数のシグニチャを指定したい場合はrestypeと argtypes ● ラッパー型 c_* ● ポインタ渡しは ctypes.byref() ● 構造体は ctypes.Structure ● コールバック関数は ctypes.CFUNCTYPE()
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  ご清聴ありがとうございました
• 32.
  はい
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  始まって
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  しまいました
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  すべらない話
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  PSP® Go
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  値下げしました
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  さて
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  P○P Go
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  ○の中に 入る文字は?
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  1.H 2.S 3.P
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  はい
• 43.
  1. PHP
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  ですね
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  PHP Go
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  世の中
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  見渡せば
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  Pythonばかり
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  PHPに日の目を
• 50.
  はい
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  PHP in Python
• 52.
  プロジェクト始動
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  http://bitbucket.org/moriyoshi/php-in-python