是否可以使用 ctypes 有效地将字节和字节数组对象传递给外部库？

Question

假设我在外部库中有以下函数：

void foo(const unsigned char *buf, const int len);

我希望能够使用 ctypes 从我的 Python 代码中调用此函数，而无需复制缓冲区。缓冲区可能非常大，因此避免复制具有明显的性能优势。为了方便我的代码使用者，我希望能够以bytes 或bytearray 的形式提供此缓冲区。

目前我在argtypes 声明中将buf 声明为ctypes.POINTER(ctypes.c_char)。

lib.foo.argtypes = [ctypes.POINTER(ctypes.c_char), ctypes.c_int]
buf = bytes(...)
lib.foo(buf, len(buf))

这很好用，我可以传递一个bytes 对象。但是，如果我传递 bytearray 对象，则会遇到以下错误：

ctypes.ArgumentError: 参数 1: : 错误类型

我有没有办法让bytearray 被传递，最好与bytes 互换？

Answer 1

您可以创建覆盖from_param 的指针类型的子类以适应bytearray。例如：

class Pchar(ctypes.POINTER(ctypes.c_char)):
    _type_ = ctypes.c_char
    @classmethod
    def from_param(cls, param, array_t=ctypes.c_char * 0):
        if isinstance(param, bytearray):
            param = array_t.from_buffer(param)
        return super(Pchar, cls).from_param(param)

lib.foo.argtypes = [Pchar, ctypes.c_int]

为bytearray 创建的c_char 数组只需要通过Python 的缓冲区协议获取对象的内部缓冲区。数组大小无关紧要，因此我们可以避免为每个可能的bytearray 长度创建数组子类。只需使用缓存在 from_param 参数列表中的长度为 0 的数组类型。