如何使用ctypes将Python列表转换为C数组？

Question

如果我有以下两个代码集，如何将它们粘合在一起？

void
c_function(void *ptr) {
    int i;

    for (i = 0; i < 10; i++) {
        printf("%p", ptr[i]);
    }

    return;
}


def python_routine(y):
    x = []
    for e in y:
        x.append(e)

我该如何使用一个连续的 x 元素列表来调用 c_function？我尝试将 x 强制转换为 c_void_p，但这并没有起作用。我还尝试使用类似于下面的东西：

x = c_void_p * 10 
for e in y:
    x[i] = e

但这会得到一个语法错误。 C 代码明显需要数组的地址。我该如何让它发生呢？

- No One in Particular

Answer 1

以下代码适用于任意列表：

import ctypes
py_values = [1, 2, 3, 4]
arr = (ctypes.c_int * len(py_values))(*py_values)

- Gabi Purcaru

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在Python中，“*pyarr”是什么意思？ - AaronYC

@AaronYC 对于混淆感到抱歉；pyarr 是一个普通的 Python 列表，就像 pyar = [1,2,3,4]。如果你想知道名字前面的星号是什么意思，请查看这个链接：https://dev59.com/PnRC5IYBdhLWcg3wJNcN - Gabi Purcaru

回答不错，但对于我们这些外行人来说有点轻率。 - Jiminion

@Jiminion 请看下面我的回答，其中有语法的解释。 - akhan

非常好，现在我们该如何释放那个 arr 变量呢？我们肯定不必在这里使用 C 语言中的 free() 函数，对吧？ - Sergiy Kolodyazhnyy

Answer 2

这是对被接受答案的解释。

ctypes.c_int * len(pyarr) 创建了一个长度为4、类型为c_int 的数组（序列） （Python 3，Python 2）。由于c_int是一个构造函数需要一个参数的对象，因此(ctypes.c_int * len(pyarr)(*pyarr) 从pyarr一次性初始化每个c_int实例。一个更易读的形式是：

pyarr = [1, 2, 3, 4]
seq = ctypes.c_int * len(pyarr)
arr = seq(*pyarr)

使用type函数查看seq和arr之间的区别。

- akhan

Answer 3

来自ctypes教程:

>>> IntArray5 = c_int * 5
>>> ia = IntArray5(5, 1, 7, 33, 99)

- Ryan Ginstrom

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尝试创建超过255个项的数组。 - Pavel Patrin

适用于超过255个项目：IntArray300 = c_int * 300; arrayWith300Elements=IntArray300(*list([i for i in range(300)])) - Guillaume Jacquenot

Answer 4

import ctypes
import typing

def foo(aqs : typing.List[int]) -> ctypes.Array:
    array_type = ctypes.c_int64 * len(aqs)
    ans = array_type(*aqs)
    return ans

for el in foo([1,2,3]):
    print(el)

这将会得到：

1
2
3

- Jörg Beyer