ctypes.md
1> **Источник:** https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html2>3> «Документация Python на русском» – неофициальный перевод официальной документации Python: версии от 2.6 до 3.16, полнотекстовый поиск, английский оригинал рядом с переводом. Эта Markdown-версия страницы предназначена для работы с LLM: вставьте её в ChatGPT, Claude или Cursor.45---67# [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) – библиотека для вызова внешних функций на Python89**Исходный код:** [Lib/ctypes](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html)1011---1213[`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) – это библиотека для вызова внешних функций на Python. Она предоставляет совместимые с C типы данных и позволяет вызывать функции из DLL или разделяемых библиотек. Её можно использовать для обёртывания этих библиотек на чистом Python.1415## Руководство по ctypes1617Примечание: примеры кода в этом руководстве используют [`doctest`](https://python-all.ru/3.10/library/doctest.html#module-doctest), чтобы гарантировать их работоспособность. Поскольку некоторые примеры ведут себя по-разному в Linux, Windows или macOS, они содержат директивы doctest в комментариях.1819Примечание: некоторые примеры кода ссылаются на тип [`c_int`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_int) модуля ctypes. На платформах, где `sizeof(long) == sizeof(int)` является псевдонимом для [`c_long`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_long). Поэтому не стоит удивляться, если при ожидании [`c_int`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_int) выводится [`c_long`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_long) – на самом деле это один и тот же тип.2021### Загрузка динамически подключаемых библиотек2223[`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) экспортирует объекты *cdll*, а в Windows – *windll* и *oledll* для загрузки динамически подключаемых библиотек.2425Библиотеки загружаются через обращение к ним как к атрибутам этих объектов. *cdll* загружает библиотеки, которые экспортируют функции, используя стандартное соглашение о вызовах `cdecl`, в то время как библиотеки *windll* вызывают функции по соглашению `stdcall`. *oledll* также использует соглашение о вызовах `stdcall` и предполагает, что функции возвращают код ошибки Windows `HRESULT`. Этот код ошибки используется для автоматического возбуждения исключения [`OSError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#OSError) при неудачном вызове функции.2627Изменено в версии 3.3: раньше ошибки Windows возбуждали [`WindowsError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#WindowsError), который теперь является псевдонимом [`OSError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#OSError).2829Вот несколько примеров для Windows. Обратите внимание, что `msvcrt` – это стандартная библиотека C от Microsoft, содержащая большинство стандартных функций C, и использует соглашение о вызовах cdecl:3031```python32>>> from ctypes import *33>>> print(windll.kernel32) 34<WinDLL 'kernel32', handle ... at ...>35>>> print(cdll.msvcrt) 36<CDLL 'msvcrt', handle ... at ...>37>>> libc = cdll.msvcrt 38>>>39```4041Windows автоматически добавляет обычный суффикс файла `.dll`.4243> **Примечание**44>45> Доступ к стандартной библиотеке C через `cdll.msvcrt` приведёт к использованию устаревшей версии библиотеки, которая может быть несовместима с той, которую использует Python. По возможности используйте встроенную функциональность Python или импортируйте и используйте модуль `msvcrt`.4647В Linux необходимо указывать имя файла *вместе с расширением* для загрузки библиотеки, поэтому для загрузки библиотек нельзя использовать обращение к атрибутам. Следует использовать метод `LoadLibrary()` загрузчиков dll или загрузить библиотеку, создав экземпляр CDLL через вызов конструктора:4849```python50>>> cdll.LoadLibrary("libc.so.6") 51<CDLL 'libc.so.6', handle ... at ...>52>>> libc = CDLL("libc.so.6") 53>>> libc 54<CDLL 'libc.so.6', handle ... at ...>55>>>56```5758### Доступ к функциям из загруженных DLL5960Функции доступны как атрибуты объектов DLL:6162```python63>>> from ctypes import *64>>> libc.printf65<_FuncPtr object at 0x...>66>>> print(windll.kernel32.GetModuleHandleA) 67<_FuncPtr object at 0x...>68>>> print(windll.kernel32.MyOwnFunction) 69Traceback (most recent call last):70 File "<stdin>", line 1, in <module>71 File "ctypes.py", line 239, in __getattr__72 func = _StdcallFuncPtr(name, self)73AttributeError: function 'MyOwnFunction' not found74>>>75```7677Обратите внимание, что системные библиотеки win32, такие как `kernel32` и `user32`, часто экспортируют как ANSI, так и UNICODE версии функции. Версия UNICODE экспортируется с `W` в конце имени, а версия ANSI – с `A`. Функция win32 `GetModuleHandle`, которая возвращает *дескриптор модуля* для заданного имени модуля, имеет следующий прототип на C, и макрос используется, чтобы предоставить одну из них как `GetModuleHandle` в зависимости от того, определён ли UNICODE:7879```python80/* ANSI version */81HMODULE GetModuleHandleA(LPCSTR lpModuleName);82/* UNICODE version */83HMODULE GetModuleHandleW(LPCWSTR lpModuleName);84```8586*windll* не пытается выбрать одну из них магическим образом; необходимо получить доступ к нужной версии, явно указав `GetModuleHandleA` или `GetModuleHandleW`, и затем вызывать её с объектами bytes или string соответственно.8788Иногда DLL экспортируют функции с именами, которые не являются допустимыми идентификаторами Python, например `"??2@YAPAXI@Z"`. В этом случае нужно использовать [`getattr()`](https://python-all.ru/3.10/library/functions.html#getattr) для получения функции:8990```python91>>> getattr(cdll.msvcrt, "??2@YAPAXI@Z") 92<_FuncPtr object at 0x...>93>>>94```9596В Windows некоторые DLL экспортируют функции не по имени, а по порядковому номеру. К таким функциям можно получить доступ, индексируя объект DLL по порядковому номеру:9798```python99>>> cdll.kernel32[1] 100<_FuncPtr object at 0x...>101>>> cdll.kernel32[0] 102Traceback (most recent call last):103 File "<stdin>", line 1, in <module>104 File "ctypes.py", line 310, in __getitem__105 func = _StdcallFuncPtr(name, self)106AttributeError: function ordinal 0 not found107>>>108```109110### Вызов функций111112Эти функции можно вызывать как любой другой вызываемый объект Python. В этом примере используется функция `time()`, которая возвращает системное время в секундах, прошедших с начала эпохи Unix, и функция `GetModuleHandleA()`, которая возвращает дескриптор модуля win32.113114В этом примере обе функции вызываются с указателем `NULL` (`None` следует использовать в качестве указателя `NULL`):115116```python117>>> print(libc.time(None)) 1181150640792119>>> print(hex(windll.kernel32.GetModuleHandleA(None))) 1200x1d000000121>>>122```123124[`ValueError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#ValueError) возбуждается, когда вызывается функция `stdcall` с соглашением о вызовах `cdecl` или наоборот:125126```python127>>> cdll.kernel32.GetModuleHandleA(None) 128Traceback (most recent call last):129 File "<stdin>", line 1, in <module>130ValueError: Procedure probably called with not enough arguments (4 bytes missing)131>>>132133>>> windll.msvcrt.printf(b"spam") 134Traceback (most recent call last):135 File "<stdin>", line 1, in <module>136ValueError: Procedure probably called with too many arguments (4 bytes in excess)137>>>138```139140Чтобы узнать правильное соглашение о вызовах, необходимо заглянуть в C-заголовочный файл или документацию вызываемой функции.141142В Windows [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) использует структурированную обработку исключений win32 для предотвращения сбоев из-за ошибок общей защиты при вызове функций с недопустимыми значениями аргументов:143144```python145>>> windll.kernel32.GetModuleHandleA(32) 146Traceback (most recent call last):147 File "<stdin>", line 1, in <module>148OSError: exception: access violation reading 0x00000020149>>>150```151152Однако существует достаточно способов вызвать крах Python с помощью [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes), так что в любом случае следует соблюдать осторожность. Модуль [`faulthandler`](https://python-all.ru/3.10/library/faulthandler.html#module-faulthandler) может помочь при отладке сбоев (например, ошибок сегментации, вызванных некорректными вызовами библиотек C).153154`None`, целые числа, объекты bytes и строки (в кодировке Unicode) – единственные встроенные объекты Python, которые можно напрямую использовать в качестве параметров при вызовах этих функций. `None` передаётся как C-указатель `NULL`, объекты bytes и строки передаются как указатель на блок памяти, содержащий их данные (`char*` или `wchar_t*`). Целые числа Python передаются как тип C `int`, принятый по умолчанию на данной платформе; их значение маскируется, чтобы соответствовать типу C.155156Прежде чем перейти к вызову функций с другими типами параметров, нужно узнать больше о типах данных [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes).157158### Фундаментальные типы данных159160[`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) определяет несколько примитивных типов данных, совместимых с C:161162| Тип ctypes | Тип C | Тип Python |163| --- | --- | --- |164| [`c_bool`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_bool) | `_Bool` | bool (1) |165| [`c_char`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_char) | `char` | односимвольный объект bytes |166| [`c_wchar`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_wchar) | `wchar_t` | односимвольная строка |167| [`c_byte`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_byte) | `char` | int |168| [`c_ubyte`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_ubyte) | `unsigned char` | int |169| [`c_short`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_short) | `short` | int |170| [`c_ushort`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_ushort) | `unsigned short` | int |171| [`c_int`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_int) | `int` | int |172| [`c_uint`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_uint) | `unsigned int` | int |173| [`c_long`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_long) | `long` | int |174| [`c_ulong`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_ulong) | `unsigned long` | int |175| [`c_longlong`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_longlong) | `__int64` или `long long` | int |176| [`c_ulonglong`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_ulonglong) | `unsigned __int64` или `unsigned long long` | int |177| [`c_size_t`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_size_t) | `size_t` | int |178| [`c_ssize_t`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_ssize_t) | `ssize_t` или `Py_ssize_t` | int |179| [`c_float`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_float) | `float` | float |180| [`c_double`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_double) | `double` | float |181| [`c_longdouble`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_longdouble) | `long double` | float |182| [`c_char_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p) | `char*` (с завершающим нулём) | объект bytes или `None` |183| [`c_wchar_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_wchar_p) | `wchar_t*` (с завершающим нулём) | строка или `None` |184| [`c_void_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_void_p) | `void*` | int или `None` |1851861. Конструктор принимает любой объект с истинностным значением.187188Все эти типы можно создать, вызвав их с необязательным инициализатором правильного типа и значения:189190```python191>>> c_int()192c_long(0)193>>> c_wchar_p("Hello, World")194c_wchar_p(140018365411392)195>>> c_ushort(-3)196c_ushort(65533)197>>>198```199200Поскольку эти типы изменяемы, их значение можно изменить и впоследствии:201202```python203>>> i = c_int(42)204>>> print(i)205c_long(42)206>>> print(i.value)20742208>>> i.value = -99209>>> print(i.value)210-99211>>>212```213214Присваивание нового значения экземплярам типов-указателей [`c_char_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p), [`c_wchar_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_wchar_p) и [`c_void_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_void_p) меняет *адрес в памяти*, на который они указывают, *а не содержимое* блока памяти (конечно, нет, потому что объекты bytes в Python неизменяемы):215216```python217>>> s = "Hello, World"218>>> c_s = c_wchar_p(s)219>>> print(c_s)220c_wchar_p(139966785747344)221>>> print(c_s.value)222Hello World223>>> c_s.value = "Hi, there"224>>> print(c_s) # расположение в памяти изменилось225c_wchar_p(139966783348904)226>>> print(c_s.value)227Hi, there228>>> print(s) # первый объект не изменился229Hello, World230>>>231```232233Однако следует соблюдать осторожность: не передавайте их функциям, ожидающим указатели на изменяемую память. Если нужны изменяемые блоки памяти, в ctypes есть функция [`create_string_buffer()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.create_string_buffer), которая создаёт их разными способами. Текущее содержимое блока памяти можно получить (или изменить) через свойство `raw`; если нужно обратиться к нему как к строке, завершающейся NUL, используйте свойство `value`:234235```python236>>> from ctypes import *237>>> p = create_string_buffer(3) # создать буфер размером 3 байта, инициализированный нулевыми байтами238>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))2393 b'\x00\x00\x00'240>>> p = create_string_buffer(b"Hello") # создать буфер, содержащий строку, завершающуюся нулевым байтом241>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))2426 b'Hello\x00'243>>> print(repr(p.value))244b'Hello'245>>> p = create_string_buffer(b"Hello", 10) # создать буфер на 10 байт246>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))24710 b'Hello\x00\x00\x00\x00\x00'248>>> p.value = b"Hi"249>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))25010 b'Hi\x00lo\x00\x00\x00\x00\x00'251>>>252```253254Функция [`create_string_buffer()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.create_string_buffer) заменяет функцию `c_buffer()` (которая всё ещё доступна как псевдоним), а также функцию `c_string()` из более ранних версий ctypes. Чтобы создать изменяемый блок памяти, содержащий символы Unicode типа C `wchar_t`, используйте функцию [`create_unicode_buffer()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.create_unicode_buffer).255256### Вызов функций, продолжение257258Обратите внимание: printf выводит в реальный стандартный поток вывода, *а не* в [`sys.stdout`](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#sys.stdout), поэтому эти примеры будут работать только в консоли, а не из *IDLE* или *PythonWin*:259260```python261>>> printf = libc.printf262>>> printf(b"Hello, %s\n", b"World!")263Hello, World!26414265>>> printf(b"Hello, %S\n", "World!")266Hello, World!26714268>>> printf(b"%d bottles of beer\n", 42)26942 bottles of beer27019271>>> printf(b"%f bottles of beer\n", 42.5)272Traceback (most recent call last):273 File "<stdin>", line 1, in <module>274ArgumentError: argument 2: TypeError: Don't know how to convert parameter 2275>>>276```277278Как уже упоминалось, все типы Python, кроме целых чисел, строк и объектов bytes, должны быть обёрнуты в соответствующий тип [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes), чтобы их можно было преобразовать в требуемый тип данных C:279280```python281>>> printf(b"An int %d, a double %f\n", 1234, c_double(3.14))282An int 1234, a double 3.14000028331284>>>285```286287### Вызов функций с переменным числом аргументов288289На многих платформах вызов функций с переменным числом аргументов через ctypes ничем не отличается от вызова функций с фиксированным числом параметров. Однако на некоторых платформах (в частности, ARM64 для Apple) соглашение о вызове для функций с переменным числом аргументов отличается от обычного.290291На этих платформах необходимо указать атрибут *argtypes* для\\nобычных (невариативных) аргументов функции:292293```python294libc.printf.argtypes = [ctypes.c_char_p]295```296297Поскольку указание атрибута снижает переносимость, рекомендуется всегда указывать `argtypes` для всех функций с переменным числом аргументов.298299### Вызов функций с собственными пользовательскими типами данных300301Также можно настроить преобразование аргументов [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes), чтобы экземпляры собственных классов можно было использовать в качестве аргументов функций. [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) ищет атрибут `_as_parameter_` и использует его как аргумент функции. Разумеется, это должно быть целое число, строка или bytes:302303```python304>>> class Bottles:305... def __init__(self, number):306... self._as_parameter_ = number307...308>>> bottles = Bottles(42)309>>> printf(b"%d bottles of beer\n", bottles)31042 bottles of beer31119312>>>313```314315Если не нужно хранить данные экземпляра в переменной экземпляра `_as_parameter_`, можно определить [`property`](https://python-all.ru/3.10/library/functions.html#property), который делает атрибут доступным по запросу.316317### Указание требуемых типов аргументов (прототипы функций)318319Можно указать требуемые типы аргументов функций, экспортируемых из DLL, задав атрибут `argtypes`.320321`argtypes` должен быть последовательностью типов данных C (функция `printf` вероятно, не лучший пример, поскольку она принимает переменное количество и разные типы параметров в зависимости от строки формата; с другой стороны, это довольно удобно для экспериментов с этой возможностью):322323```python324>>> printf.argtypes = [c_char_p, c_char_p, c_int, c_double]325>>> printf(b"String '%s', Int %d, Double %f\n", b"Hi", 10, 2.2)326String 'Hi', Int 10, Double 2.20000032737328>>>329```330331Указание формата защищает от несовместимых типов аргументов (как прототип для функции C) и пытается преобразовать аргументы в допустимые типы:332333```python334>>> printf(b"%d %d %d", 1, 2, 3)335Traceback (most recent call last):336 File "<stdin>", line 1, in <module>337ArgumentError: argument 2: TypeError: wrong type338>>> printf(b"%s %d %f\n", b"X", 2, 3)339X 2 3.00000034013341>>>342```343344Если вы определили собственные классы, которые передаёте в вызовы функций, нужно реализовать метод класса `from_param()`, чтобы их можно было использовать в последовательности `argtypes`. Метод класса `from_param()` получает объект Python, переданный в вызов функции; он должен выполнить проверку типа или всё необходимое, чтобы убедиться, что объект приемлем, а затем вернуть сам объект, его атрибут `_as_parameter_` или то, что нужно передать в качестве аргумента функции C в данном случае. Результат должен быть целым числом, строкой, байтами, экземпляром [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) или объектом с атрибутом `_as_parameter_`.345346### Типы возвращаемых значений347348По умолчанию считается, что функции возвращают тип C `int`. Другие возвращаемые типы можно указать, задав атрибут `restype` объекта функции.349350Вот более сложный пример: используется функция `strchr`, которая ожидает указатель на строку и char, а возвращает указатель на строку:351352```python353>>> strchr = libc.strchr354>>> strchr(b"abcdef", ord("d")) 3558059983356>>> strchr.restype = c_char_p # c_char_p – указатель на строку357>>> strchr(b"abcdef", ord("d"))358b'def'359>>> print(strchr(b"abcdef", ord("x")))360None361>>>362```363364Чтобы избежать вызовов `ord("x")` выше, можно задать атрибут `argtypes`, и второй аргумент будет преобразован из одного символа объекта bytes Python в C char:365366```python367>>> strchr.restype = c_char_p368>>> strchr.argtypes = [c_char_p, c_char]369>>> strchr(b"abcdef", b"d")370'def'371>>> strchr(b"abcdef", b"def")372Traceback (most recent call last):373 File "<stdin>", line 1, in <module>374ArgumentError: argument 2: TypeError: one character string expected375>>> print(strchr(b"abcdef", b"x"))376None377>>> strchr(b"abcdef", b"d")378'def'379>>>380```381382В качестве атрибута `restype` можно также использовать вызываемый объект Python (например, функцию или класс), если внешняя функция возвращает целое число. Этот вызываемый объект будет вызван с *целым числом*, которое вернула функция C, и результат этого вызова будет использован как результат вашего вызова функции. Это полезно для проверки кодов ошибок и автоматического возбуждения исключения:383384```python385>>> GetModuleHandle = windll.kernel32.GetModuleHandleA 386>>> def ValidHandle(value):387... if value == 0:388... raise WinError()389... return value390...391>>>392>>> GetModuleHandle.restype = ValidHandle 393>>> GetModuleHandle(None) 394486539264395>>> GetModuleHandle("something silly") 396Traceback (most recent call last):397 File "<stdin>", line 1, in <module>398 File "<stdin>", line 3, in ValidHandle399OSError: [Errno 126] The specified module could not be found.400>>>401```402403`WinError` – это функция, которая вызывает Windows API `FormatMessage()` для получения строкового представления кода ошибки и *возвращает* исключение. `WinError` принимает необязательный параметр – код ошибки; если он не указан, функция вызывает [`GetLastError()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.GetLastError) для его получения.404405Обратите внимание, что гораздо более мощный механизм проверки ошибок доступен\\nчерез атрибут `errcheck`; подробнее см. в справочном руководстве.406407### Передача указателей (или: передача параметров по ссылке)408409Иногда функция C API ожидает в качестве параметра *указатель* на тип данных, обычно для записи в соответствующее место или если данные слишком велики для передачи по значению. Это также называется *передачей параметров по ссылке*.410411[`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) экспортирует функцию [`byref()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.byref), которая используется для передачи параметров по ссылке. Того же эффекта можно достичь с помощью функции [`pointer()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.pointer), хотя [`pointer()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.pointer) выполняет гораздо больше работы, так как создает реальный объект указателя, поэтому использовать [`byref()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.byref) быстрее, если не нужен объект указателя в самом Python:412413```python414>>> i = c_int()415>>> f = c_float()416>>> s = create_string_buffer(b'\000' * 32)417>>> print(i.value, f.value, repr(s.value))4180 0.0 b''419>>> libc.sscanf(b"1 3.14 Hello", b"%d %f %s",420... byref(i), byref(f), s)4213422>>> print(i.value, f.value, repr(s.value))4231 3.1400001049 b'Hello'424>>>425```426427### Структуры и объединения428429Структуры и объединения должны наследоваться от базовых классов [`Structure`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure) и [`Union`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Union), которые определены в модуле [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes). Каждый подкласс должен определить атрибут `_fields_`. `_fields_` должен быть списком *2-кортежей*, содержащих *имя поля* и *тип поля*.430431Тип поля должен быть типом [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes), таким как [`c_int`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_int), или любым другим производным типом [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes): структура, объединение, массив, указатель.432433Вот простой пример структуры POINT, которая содержит два целых числа с именами *x* и *y*, а также показывает, как инициализировать структуру в конструкторе:434435```python436>>> from ctypes import *437>>> class POINT(Structure):438... _fields_ = [("x", c_int),439... ("y", c_int)]440...441>>> point = POINT(10, 20)442>>> print(point.x, point.y)44310 20444>>> point = POINT(y=5)445>>> print(point.x, point.y)4460 5447>>> POINT(1, 2, 3)448Traceback (most recent call last):449 File "<stdin>", line 1, in <module>450TypeError: too many initializers451>>>452```453454Однако можно создавать гораздо более сложные структуры. Структура может сама содержать другие структуры, используя структуру в качестве типа поля.455456Вот структура RECT, которая содержит две точки с именами *upperleft* и *lowerright*:457458```python459>>> class RECT(Structure):460... _fields_ = [("upperleft", POINT),461... ("lowerright", POINT)]462...463>>> rc = RECT(point)464>>> print(rc.upperleft.x, rc.upperleft.y)4650 5466>>> print(rc.lowerright.x, rc.lowerright.y)4670 0468>>>469```470471Вложенные структуры также можно инициализировать в конструкторе несколькими способами:472473```python474>>> r = RECT(POINT(1, 2), POINT(3, 4))475>>> r = RECT((1, 2), (3, 4))476```477478полей [descriptor](https://python-all.ru/3.10/glossary.html#term-descriptor) можно получить из *класса*; они полезны для отладки, так как предоставляют полезную информацию:479480```python481>>> print(POINT.x)482<Field type=c_long, ofs=0, size=4>483>>> print(POINT.y)484<Field type=c_long, ofs=4, size=4>485>>>486```487488> **Предупреждение**489>490> [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) не поддерживает передачу объединений или структур с битовыми полями в функции по значению. Хотя это может работать на 32-битной x86, библиотека не гарантирует работу в общем случае. Объединения и структуры с битовыми полями всегда следует передавать в функции по указателю.491492### Выравнивание структур/объединений и порядок байтов493494По умолчанию поля Structure и Union выравниваются так же, как это делает\\nкомпилятор C. Это поведение можно переопределить, указав атрибут класса\\n`_pack_` в определении подкласса. Он должен быть положительным целым числом и\\nзадаёт максимальное выравнивание для полей. Именно так работает `#pragma pack(n)`\\nв MSVC.495496[`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) использует собственный порядок байт для Structures и Unions. Для создания структур с нестандартным порядком байт можно использовать один из базовых классов [`BigEndianStructure`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.BigEndianStructure), [`LittleEndianStructure`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.LittleEndianStructure), `BigEndianUnion` и `LittleEndianUnion`. Эти классы не могут содержать поля-указатели.497498### Битовые поля в структурах и объединениях499500Можно создавать структуры и объединения, содержащие битовые поля. Битовые поля возможны только для целочисленных полей, ширина бита задается третьим элементом в кортежах `_fields_`:501502```python503>>> class Int(Structure):504... _fields_ = [("first_16", c_int, 16),505... ("second_16", c_int, 16)]506...507>>> print(Int.first_16)508<Field type=c_long, ofs=0:0, bits=16>509>>> print(Int.second_16)510<Field type=c_long, ofs=0:16, bits=16>511>>>512```513514### Массивы515516Массивы – это последовательности, содержащие фиксированное количество экземпляров одного типа.517518Рекомендуемый способ создания типов массивов – умножение типа данных на положительное целое число:519520```python521TenPointsArrayType = POINT * 10522```523524Вот пример несколько искусственного типа данных – структуры, содержащей 4 точки среди прочего:525526```python527>>> from ctypes import *528>>> class POINT(Structure):529... _fields_ = ("x", c_int), ("y", c_int)530...531>>> class MyStruct(Structure):532... _fields_ = [("a", c_int),533... ("b", c_float),534... ("point_array", POINT * 4)]535>>>536>>> print(len(MyStruct().point_array))5374538>>>539```540541Экземпляры создаются обычным способом – вызовом класса:542543```python544arr = TenPointsArrayType()545for pt in arr:546 print(pt.x, pt.y)547```548549Приведенный выше код выводит серию строк `0 0`, потому что содержимое массива инициализируется нулями.550551Можно также указать инициализаторы правильного типа:552553```python554>>> from ctypes import *555>>> TenIntegers = c_int * 10556>>> ii = TenIntegers(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)557>>> print(ii)558<c_long_Array_10 object at 0x...>559>>> for i in ii: print(i, end=" ")560...5611 2 3 4 5 6 7 8 9 10562>>>563```564565### Указатели566567Экземпляры указателей создаются вызовом функции [`pointer()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.pointer) для типа [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes):568569```python570>>> from ctypes import *571>>> i = c_int(42)572>>> pi = pointer(i)573>>>574```575576Экземпляры указателей имеют атрибут [`contents`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes._Pointer.contents), который возвращает объект, на который указывает указатель, – объект `i` выше:577578```python579>>> pi.contents580c_long(42)581>>>582```583584Обратите внимание, что [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) не поддерживает OOR (возврат исходного объекта); он создает новый, эквивалентный объект каждый раз при получении атрибута:585586```python587>>> pi.contents is i588False589>>> pi.contents is pi.contents590False591>>>592```593594Присваивание другого экземпляра [`c_int`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_int) атрибуту contents указателя заставит указатель указывать на область памяти, где этот экземпляр хранится:595596```python597>>> i = c_int(99)598>>> pi.contents = i599>>> pi.contents600c_long(99)601>>>602```603604Экземпляры указателей также можно индексировать целыми числами:605606```python607>>> pi[0]60899609>>>610```611612Присваивание целочисленному индексу изменяет значение, на которое указывает указатель:613614```python615>>> print(i)616c_long(99)617>>> pi[0] = 22618>>> print(i)619c_long(22)620>>>621```622623It is also possible to use indexes different from 0, but you must know what you’re doing, just as in C: You can access or change arbitrary memory locations. Generally you only use this feature if you receive a pointer from a C function, and you *know* that the pointer actually points to an array instead of a single item.624625Под капотом функция [`pointer()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.pointer) делает больше, чем просто создание экземпляров указателей: сначала ей нужно создать *типы* указателей. Это делается с помощью функции [`POINTER()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.POINTER), которая принимает любой тип [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) и возвращает новый тип:626627```python628>>> PI = POINTER(c_int)629>>> PI630<class 'ctypes.LP_c_long'>631>>> PI(42)632Traceback (most recent call last):633 File "<stdin>", line 1, in <module>634TypeError: expected c_long instead of int635>>> PI(c_int(42))636<ctypes.LP_c_long object at 0x...>637>>>638```639640Вызов типа указателя без аргументов создаёт нулевой указатель `NULL`. Нулевые указатели `NULL` имеют `False` ложное булево значение:641642```python643>>> null_ptr = POINTER(c_int)()644>>> print(bool(null_ptr))645False646>>>647```648649[`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) проверяет на `NULL` при разыменовании указателей (но разыменование недействительных не-`NULL` указателей приведёт к аварийному завершению Python):650651```python652>>> null_ptr[0]653Traceback (most recent call last):654 ....655ValueError: NULL pointer access656>>>657658>>> null_ptr[0] = 1234659Traceback (most recent call last):660 ....661ValueError: NULL pointer access662>>>663```664665### Преобразования типов666667Обычно ctypes выполняет строгую проверку типов. Это означает, что если `POINTER(c_int)` указан в `argtypes` списке аргументов функции или в качестве типа поля структуры, принимаются только экземпляры точно того же типа. Из этого правила есть несколько исключений, когда ctypes принимает другие объекты. Например, можно передать совместимые экземпляры массивов вместо типов указателей. Так, для `POINTER(c_int)` ctypes принимает массив c\_int:668669```python670>>> class Bar(Structure):671... _fields_ = [("count", c_int), ("values", POINTER(c_int))]672...673>>> bar = Bar()674>>> bar.values = (c_int * 3)(1, 2, 3)675>>> bar.count = 3676>>> for i in range(bar.count):677... print(bar.values[i])678...679168026813682>>>683```684685Кроме того, если аргумент функции явно объявлен как тип указателя (например, `POINTER(c_int)`) в `argtypes`, в функцию можно передать объект типа, на который указывает указатель (в данном случае `c_int`). В этом случае ctypes автоматически применит необходимое преобразование [`byref()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.byref).686687Чтобы установить поле типа POINTER в `NULL`, можно присвоить `None`:688689```python690>>> bar.values = None691>>>692```693694Иногда встречаются экземпляры несовместимых типов. В C можно привести один тип к другому. [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) предоставляет функцию [`cast()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.cast), которую можно использовать аналогичным образом. Структура `Bar`, определённая выше, принимает указатели `POINTER(c_int)` или массивы [`c_int`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_int) для своего поля `values`, но не экземпляры других типов:695696```python697>>> bar.values = (c_byte * 4)()698Traceback (most recent call last):699 File "<stdin>", line 1, in <module>700TypeError: incompatible types, c_byte_Array_4 instance instead of LP_c_long instance701>>>702```703704Для таких случаев удобна функция [`cast()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.cast).705706Функцию [`cast()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.cast) можно использовать для приведения экземпляра ctypes к указателю на другой тип данных ctypes. [`cast()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.cast) принимает два параметра: объект ctypes, который является или может быть преобразован в указатель какого-либо вида, и тип указателя ctypes. Она возвращает экземпляр второго аргумента, который ссылается на тот же блок памяти, что и первый аргумент:707708```python709>>> a = (c_byte * 4)()710>>> cast(a, POINTER(c_int))711<ctypes.LP_c_long object at ...>712>>>713```714715Таким образом, [`cast()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.cast) можно использовать для присваивания полю `values` структуры `Bar`:716717```python718>>> bar = Bar()719>>> bar.values = cast((c_byte * 4)(), POINTER(c_int))720>>> print(bar.values[0])7210722>>>723```724725### Неполные типы726727*Неполные типы* – это структуры, объединения или массивы, члены которых ещё не определены. В C они задаются опережающими объявлениями, которые определяются позже:728729```python730struct cell; /* forward declaration */731732struct cell {733 char *name;734 struct cell *next;735};736```737738Прямой перевод в код ctypes выглядел бы так, но это не работает:739740```python741>>> class cell(Structure):742... _fields_ = [("name", c_char_p),743... ("next", POINTER(cell))]744...745Traceback (most recent call last):746 File "<stdin>", line 1, in <module>747 File "<stdin>", line 2, in cell748NameError: name 'cell' is not defined749>>>750```751752поскольку новый `class cell` недоступен в самом определении класса.\\nВ [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) мы можем определить класс `cell` и установить атрибут `_fields_`\\nпозже, после определения класса:753754```python755>>> from ctypes import *756>>> class cell(Structure):757... pass758...759>>> cell._fields_ = [("name", c_char_p),760... ("next", POINTER(cell))]761>>>762```763764Попробуем. Создадим два экземпляра `cell`, заставим их указывать друг на друга и, наконец, пройдём по цепочке указателей несколько раз:765766```python767>>> c1 = cell()768>>> c1.name = b"foo"769>>> c2 = cell()770>>> c2.name = b"bar"771>>> c1.next = pointer(c2)772>>> c2.next = pointer(c1)773>>> p = c1774>>> for i in range(8):775... print(p.name, end=" ")776... p = p.next[0]777...778foo bar foo bar foo bar foo bar779>>>780```781782### Функции обратного вызова783784[`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) позволяет создавать указатели на вызываемые функции C из вызываемых объектов Python. Их иногда называют *функциями обратного вызова*.785786Сначала нужно создать класс для функции обратного вызова. Этот класс знает соглашение о вызове, тип возвращаемого значения, а также количество и типы аргументов, которые будет получать эта функция.787788Фабричная функция [`CFUNCTYPE()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.CFUNCTYPE) создаёт типы для функций обратного вызова, используя соглашение о вызове `cdecl`. В Windows фабричная функция [`WINFUNCTYPE()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.WINFUNCTYPE) создаёт типы для функций обратного вызова, используя соглашение о вызове `stdcall`.789790Обе эти фабричные функции вызываются с типом результата в качестве первого аргумента, а ожидаемые типы аргументов функции обратного вызова передаются как остальные аргументы.791792В качестве примера будет показано использование функции `qsort()` из стандартной библиотеки C, которая сортирует элементы с помощью функции обратного вызова. `qsort()` будет использована для сортировки массива целых чисел:793794```python795>>> IntArray5 = c_int * 5796>>> ia = IntArray5(5, 1, 7, 33, 99)797>>> qsort = libc.qsort798>>> qsort.restype = None799>>>800```801802`qsort()` должна вызываться с указателем на сортируемые данные, количеством элементов в массиве данных, размером одного элемента и указателем на функцию сравнения – функцию обратного вызова. Затем функция обратного вызова будет вызвана с двумя указателями на элементы; она должна вернуть отрицательное целое число, если первый элемент меньше второго, ноль – если они равны, и положительное – в противном случае.803804Итак, наша функция обратного вызова получает указатели на целые числа и должна вернуть целое число. Сначала создаётся `type` для функции обратного вызова:805806```python807>>> CMPFUNC = CFUNCTYPE(c_int, POINTER(c_int), POINTER(c_int))808>>>809```810811Для начала приведём простую функцию обратного вызова, которая выводит передаваемые ей значения:812813```python814>>> def py_cmp_func(a, b):815... print("py_cmp_func", a[0], b[0])816... return 0817...818>>> cmp_func = CMPFUNC(py_cmp_func)819>>>820```821822```python823>>> qsort(ia, len(ia), sizeof(c_int), cmp_func) 824py_cmp_func 5 1825py_cmp_func 33 99826py_cmp_func 7 33827py_cmp_func 5 7828py_cmp_func 1 7829>>>830```831832Теперь можно по-настоящему сравнить два элемента и вернуть полезный результат:833834```python835>>> def py_cmp_func(a, b):836... print("py_cmp_func", a[0], b[0])837... return a[0] - b[0]838...839>>>840>>> qsort(ia, len(ia), sizeof(c_int), CMPFUNC(py_cmp_func)) 841py_cmp_func 5 1842py_cmp_func 33 99843py_cmp_func 7 33844py_cmp_func 1 7845py_cmp_func 5 7846>>>847```848849Как легко проверить, наш массив теперь отсортирован:850851```python852>>> for i in ia: print(i, end=" ")853...8541 5 7 33 99855>>>856```857858Фабрики функций могут использоваться как фабрики декораторов, так что можно просто написать:859860```python861>>> @CFUNCTYPE(c_int, POINTER(c_int), POINTER(c_int))862... def py_cmp_func(a, b):863... print("py_cmp_func", a[0], b[0])864... return a[0] - b[0]865...866>>> qsort(ia, len(ia), sizeof(c_int), py_cmp_func)867py_cmp_func 5 1868py_cmp_func 33 99869py_cmp_func 7 33870py_cmp_func 1 7871py_cmp_func 5 7872>>>873```874875> **Примечание**876>877> Необходимо сохранять ссылки на объекты [`CFUNCTYPE()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.CFUNCTYPE), пока они используются из кода на C. [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) этого не делает, и если не сохранять, они могут быть собраны сборщиком мусора, что приведет к краху программы при вызове колбэка.878>879> Также обратите внимание, что если функция обратного вызова вызывается в потоке, созданном вне контроля Python (например, внешним кодом, вызывающим колбэк), ctypes создает новый фиктивный поток Python при каждом вызове. Такое поведение корректно для большинства целей, но означает, что значения, сохраненные с помощью [`threading.local`](https://python-all.ru/3.10/library/threading.html#threading.local), *не* будут сохраняться между разными колбэками, даже если эти вызовы производятся из одного и того же потока C.880881### Доступ к значениям, экспортируемым из DLL882883Некоторые разделяемые библиотеки экспортируют не только функции, но и переменные.\\nПримером в самой библиотеке Python является [`Py_OptimizeFlag`](https://python-all.ru/3.10/c-api/init.html#c.Py_OptimizeFlag) – целое число,\\nравное 0, 1 или 2 в зависимости от флага [`-O`](https://python-all.ru/3.10/using/cmdline.html#cmdoption-O) или [`-OO`](https://python-all.ru/3.10/using/cmdline.html#cmdoption-OO),\\nзаданного при запуске.884885[`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) может получать доступ к таким значениям с помощью методов класса `in_dll()` соответствующего типа. *pythonapi* – это предопределенный символ, предоставляющий доступ к C API Python:886887```python888>>> opt_flag = c_int.in_dll(pythonapi, "Py_OptimizeFlag")889>>> print(opt_flag)890c_long(0)891>>>892```893894Если бы интерпретатор был запущен с [`-O`](https://python-all.ru/3.10/using/cmdline.html#cmdoption-O), пример вывел бы\\n`c_long(1)` или `c_long(2)`, если бы был указан [`-OO`](https://python-all.ru/3.10/using/cmdline.html#cmdoption-OO).895896Расширенный пример, также демонстрирующий использование указателей, обращается к указателю [`PyImport_FrozenModules`](https://python-all.ru/3.10/c-api/import.html#c.PyImport_FrozenModules), экспортируемому Python.897898Цитируя документацию для этого значения:899900> Этот указатель инициализируется так, чтобы указывать на массив записей [`_frozen`](https://python-all.ru/3.10/c-api/import.html#c._frozen), завершающийся записью, все члены которой равны `NULL` или нулю. Когда замороженный модуль импортируется, он ищется в этой таблице. Сторонний код может этим воспользоваться, чтобы предоставить динамически создаваемую коллекцию замороженных модулей.901902Таким образом, манипуляции с этим указателем могут оказаться полезными. Чтобы ограничить размер примера, мы показываем только то, как эту таблицу можно прочитать с помощью [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes):903904```python905>>> from ctypes import *906>>>907>>> class struct_frozen(Structure):908... _fields_ = [("name", c_char_p),909... ("code", POINTER(c_ubyte)),910... ("size", c_int)]911...912>>>913```914915Мы определили тип данных [`_frozen`](https://python-all.ru/3.10/c-api/import.html#c._frozen), поэтому можем получить указатель на таблицу:916917```python918>>> FrozenTable = POINTER(struct_frozen)919>>> table = FrozenTable.in_dll(pythonapi, "PyImport_FrozenModules")920>>>921```922923Поскольку `table` – это `pointer` на массив записей `struct_frozen`, мы можем выполнять итерацию по нему, но нужно убедиться, что цикл завершается, потому что указатели не имеют размера. Рано или поздно это, вероятно, приведет к краху из-за нарушения доступа или чему-то подобному, поэтому лучше выйти из цикла при достижении записи `NULL`:924925```python926>>> for item in table:927... if item.name is None:928... break929... print(item.name.decode("ascii"), item.size)930...931_frozen_importlib 31764932_frozen_importlib_external 41499933__hello__ 161934__phello__ -161935__phello__.spam 161936>>>937```938939Тот факт, что стандартный Python содержит замороженный модуль и замороженный пакет (обозначаемый отрицательным значением элемента `size`), малоизвестен; это используется только для тестирования. Попробуйте, например, с `import __hello__`.940941### Неожиданности942943В [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) есть некоторые пограничные случаи, где можно ожидать чего-то иного, чем происходит на самом деле.944945Рассмотрим следующий пример:946947```python948>>> from ctypes import *949>>> class POINT(Structure):950... _fields_ = ("x", c_int), ("y", c_int)951...952>>> class RECT(Structure):953... _fields_ = ("a", POINT), ("b", POINT)954...955>>> p1 = POINT(1, 2)956>>> p2 = POINT(3, 4)957>>> rc = RECT(p1, p2)958>>> print(rc.a.x, rc.a.y, rc.b.x, rc.b.y)9591 2 3 4960>>> # теперь поменять точки местами961>>> rc.a, rc.b = rc.b, rc.a962>>> print(rc.a.x, rc.a.y, rc.b.x, rc.b.y)9633 4 3 4964>>>965```966967Хм. Мы, безусловно, ожидали, что последний оператор выведет `3 4 1 2`. Что произошло? Вот шаги выполнения строки `rc.a, rc.b = rc.b, rc.a` выше:968969```python970>>> temp0, temp1 = rc.b, rc.a971>>> rc.a = temp0972>>> rc.b = temp1973>>>974```975976Обратите внимание, что `temp0` и `temp1` – это объекты, все еще использующие внутренний буфер объекта `rc` выше. Таким образом, выполнение `rc.a = temp0` копирует содержимое буфера `temp0` в буфер `rc`. Это, в свою очередь, изменяет содержимое `temp1`. Поэтому последнее присваивание `rc.b = temp1` не дает ожидаемого эффекта.977978Имейте в виду, что получение подобъектов из Structure, Unions и Arrays не *копирует* подобъект, а возвращает объект-обертку, обращающийся к базовому буферу корневого объекта.979980Другой пример, который может вести себя иначе, чем ожидается:981982```python983>>> s = c_char_p()984>>> s.value = b"abc def ghi"985>>> s.value986b'abc def ghi'987>>> s.value is s.value988False989>>>990```991992> **Примечание**993>994> Объекты, созданные из [`c_char_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p), могут иметь значение только в виде байтов или целых чисел.995996Почему выводится `False`? Экземпляры ctypes – это объекты, содержащие блок памяти и несколько [дескрипторов](https://python-all.ru/3.10/glossary.html#term-descriptor), обращающихся к содержимому памяти. Сохранение объекта Python в блоке памяти не сохраняет сам объект, вместо этого сохраняется `contents` объекта. При повторном доступе к содержимому каждый раз создается новый объект Python!997998### Типы данных переменного размера9991000[`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) предоставляет некоторую поддержку массивов и структур переменного размера.10011002Функция [`resize()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.resize) может использоваться для изменения размера буфера памяти существующего объекта ctypes. Функция принимает объект в качестве первого аргумента и запрошенный размер в байтах в качестве второго аргумента. Блок памяти не может быть уменьшен меньше естественного блока памяти, заданного типом объекта; при попытке этого вызывается [`ValueError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#ValueError):10031004```python1005>>> short_array = (c_short * 4)()1006>>> print(sizeof(short_array))100781008>>> resize(short_array, 4)1009Traceback (most recent call last):1010 ...1011ValueError: minimum size is 81012>>> resize(short_array, 32)1013>>> sizeof(short_array)1014321015>>> sizeof(type(short_array))101681017>>>1018```10191020Это хорошо и замечательно, но как получить доступ к дополнительным элементам, содержащимся в этом массиве? Поскольку тип по-прежнему знает только о 4 элементах, при попытке доступа к другим элементам возникают ошибки:10211022```python1023>>> short_array[:]1024[0, 0, 0, 0]1025>>> short_array[7]1026Traceback (most recent call last):1027 ...1028IndexError: invalid index1029>>>1030```10311032Другой способ использования типов данных переменного размера с [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) – воспользоваться динамической природой Python и (пере-)определять тип данных после того, как требуемый размер уже известен, в каждом конкретном случае.10331034## Справочник по ctypes10351036### Поиск разделяемых библиотек10371038При программировании на компилируемом языке к разделяемым библиотекам обращаются при компиляции/компоновке программы и при ее запуске.10391040Назначение функции `find_library()` – найти библиотеку способом, аналогичным тому, что делает компилятор или загрузчик времени выполнения (на платформах с несколькими версиями разделяемой библиотеки должна загружаться самая последняя), в то время как загрузчики библиотек ctypes действуют как при запуске программы и вызывают загрузчик времени выполнения напрямую.10411042Модуль `ctypes.util` предоставляет функцию, которая может помочь определить загружаемую библиотеку.10431044#### `ctypes.util.find_library(name)`10451046Пытается найти библиотеку и возвращает путь к файлу. *имя* – это имя библиотеки без префикса, например *lib*, суффикса, например `.so`, `.dylib`, и номера версии (такая форма используется для опции компоновщика POSIX `-l`). Если библиотеку не удается найти, возвращает `None`.10471048Точное поведение зависит от системы.10491050В Linux `find_library()` пытается запустить внешние программы (`/sbin/ldconfig`, `gcc`, `objdump` и `ld`) для поиска файла библиотеки. Он возвращает имя файла библиотеки.10511052Изменено в версии 3.6: В Linux значение переменной окружения `LD_LIBRARY_PATH` используется при поиске библиотек, если библиотеку не удаётся найти другими способами.10531054Вот несколько примеров:10551056```python1057>>> from ctypes.util import find_library1058>>> find_library("m")1059'libm.so.6'1060>>> find_library("c")1061'libc.so.6'1062>>> find_library("bz2")1063'libbz2.so.1.0'1064>>>1065```10661067В macOS `find_library()` пробует несколько предопределённых схем именования и путей для поиска библиотеки, и при успехе возвращает полный путь:10681069```python1070>>> from ctypes.util import find_library1071>>> find_library("c")1072'/usr/lib/libc.dylib'1073>>> find_library("m")1074'/usr/lib/libm.dylib'1075>>> find_library("bz2")1076'/usr/lib/libbz2.dylib'1077>>> find_library("AGL")1078'/System/Library/Frameworks/AGL.framework/AGL'1079>>>1080```10811082В Windows `find_library()` выполняет поиск по системному пути поиска и возвращает полный путь, но поскольку нет предопределённой схемы именования, вызов наподобие `find_library("c")` завершится неудачей и вернёт `None`.10831084При обёртывании динамической библиотеки с помощью [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes), возможно, *лучше* определить имя библиотеки на этапе разработки и жёстко задать его в модуле-обёртке, вместо использования `find_library()` для поиска библиотеки во время выполнения.10851086### Загрузка динамических библиотек10871088Существует несколько способов загрузить разделяемые библиотеки в процесс Python. Один из способов – создать экземпляр одного из следующих классов:10891090#### `class ctypes.CDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None, use_errno=False, use_last_error=False, winmode=None)`10911092Экземпляры этого класса представляют загруженные разделяемые библиотеки. Функции в этих библиотеках используют стандартное соглашение о вызовах C и, как предполагается, возвращают `int`.10931094В Windows создание экземпляра [`CDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.CDLL) может завершиться неудачей, даже если имя DLL существует. Если зависимая DLL загружаемой DLL не найдена, возникает ошибка [`OSError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#OSError) с сообщением *«\[WinError 126\] Указанный модуль не найден».* Это сообщение об ошибке не содержит имени отсутствующей DLL, поскольку Windows API не возвращает эту информацию, что затрудняет диагностику. Чтобы устранить эту ошибку и определить, какая DLL не найдена, необходимо найти список зависимых DLL и выяснить, какая из них отсутствует, с помощью инструментов отладки и трассировки Windows.10951096> **См. также**1097>1098> [Инструмент Microsoft DUMPBIN](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html) – инструмент для поиска зависимостей DLL.10991100#### `class ctypes.OleDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None, use_errno=False, use_last_error=False, winmode=None)`11011102Только для Windows: экземпляры этого класса представляют загруженные разделяемые библиотеки,\\nфункции в этих библиотеках используют соглашение о вызове `stdcall` и, как предполагается,\\nвозвращают специфический для Windows код [`HRESULT`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.HRESULT). Значения [`HRESULT`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.HRESULT)\\nсодержат информацию о том, завершился ли вызов функции неудачей или успехом,\\nа также дополнительный код ошибки. Если возвращаемое значение указывает на\\nнеудачу, автоматически генерируется [`OSError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#OSError).11031104Изменено в версии 3.3: [`WindowsError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#WindowsError) ранее возбуждалось.11051106#### `class ctypes.WinDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None, use_errno=False, use_last_error=False, winmode=None)`11071108Только для Windows: экземпляры этого класса представляют загруженные разделяемые библиотеки, функции в этих библиотеках используют соглашение о вызовах `stdcall` и, по умолчанию, считаются возвращающими `int`.11091110Глобальная блокировка интерпретатора Python [global interpreter lock](https://python-all.ru/3.10/glossary.html#term-global-interpreter-lock) освобождается перед вызовом любой функции, экспортируемой этими библиотеками, и снова захватывается после вызова.11111112#### `class ctypes.PyDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None)`11131114Экземпляры этого класса ведут себя как экземпляры [`CDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.CDLL), за исключением того, что GIL Python *не* освобождается во время вызова функции, и после выполнения функции проверяется флаг ошибки Python. Если флаг ошибки установлен, возбуждается исключение Python.11151116Таким образом, это полезно только для прямого вызова функций Python C API.11171118Все эти классы можно создать, вызвав их как минимум с одним аргументом –\\nпутем к разделяемой библиотеке. Если у вас уже есть дескриптор (handle) уже\\nзагруженной разделяемой библиотеки, его можно передать в качестве именованного\\nпараметра `handle`; в противном случае для загрузки библиотеки в процесс и\\nполучения дескриптора используется функция базовой платформы `dlopen` или `LoadLibrary`.11191120Параметр *mode* можно использовать для указания способа загрузки библиотеки. За подробностями обратитесь к man-странице *[dlopen(3)](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html)*. В Windows *mode* игнорируется. В системах POSIX всегда добавляется RTLD\_NOW, и это не настраивается.11211122Параметр *use\_errno*, если установлен в true, включает механизм ctypes, позволяющий безопасно получать системный номер ошибки [`errno`](https://python-all.ru/3.10/library/errno.html#module-errno). [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) хранит в локальной копии потока системную переменную [`errno`](https://python-all.ru/3.10/library/errno.html#module-errno); если вызвать внешнюю функцию, созданную с `use_errno=True`, то значение [`errno`](https://python-all.ru/3.10/library/errno.html#module-errno) перед вызовом функции заменяется на приватную копию ctypes, то же самое происходит сразу после вызова функции.11231124Функция [`ctypes.get_errno()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.get_errno) возвращает значение приватной копии ctypes, а функция [`ctypes.set_errno()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.set_errno) изменяет приватную копию ctypes на новое значение и возвращает предыдущее значение.11251126Параметр *use\_last\_error*, если установлен в true, включает тот же механизм для кода ошибки Windows, который управляется функциями Windows API [`GetLastError()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.GetLastError) и `SetLastError()`; [`ctypes.get_last_error()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.get_last_error) и [`ctypes.set_last_error()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.set_last_error) используются для запроса и изменения приватной копии кода ошибки Windows в ctypes.11271128Параметр *winmode* используется в Windows для указания способа загрузки библиотеки\\n(поскольку *mode* игнорируется). Он принимает любое значение, допустимое для параметра флагов\\n`LoadLibraryEx` в Win32 API. Если параметр опущен, по умолчанию используются флаги,\\nобеспечивающие наиболее безопасную загрузку DLL, чтобы избежать таких проблем, как\\nперехват DLL (DLL hijacking). Передача полного пути к DLL – наиболее безопасный способ\\nгарантировать загрузку правильной библиотеки и её зависимостей.11291130Изменено в версии 3.8: Добавлен параметр *winmode*.11311132#### `ctypes.RTLD_GLOBAL`11331134Флаг, используемый в качестве параметра *mode*. На платформах, где этот флаг недоступен, он определён как целочисленный ноль.11351136#### `ctypes.RTLD_LOCAL`11371138Флаг, используемый в качестве параметра *mode*. На платформах, где он недоступен, он совпадает с *RTLD\_GLOBAL*.11391140#### `ctypes.DEFAULT_MODE`11411142Режим по умолчанию, используемый для загрузки разделяемых библиотек. На OSX 10.3 это *RTLD\_GLOBAL*, в противном случае он совпадает с *RTLD\_LOCAL*.11431144Экземпляры этих классов не имеют открытых методов. Функции, экспортируемые общей библиотекой, можно получить как атрибуты или по индексу. Обратите внимание: доступ к функции через атрибут кэширует результат, поэтому при повторном обращении возвращается тот же самый объект каждый раз. С другой стороны, доступ по индексу каждый раз возвращает новый объект:11451146```python1147>>> from ctypes import CDLL1148>>> libc = CDLL("libc.so.6") # В Linux1149>>> libc.time == libc.time1150True1151>>> libc['time'] == libc['time']1152False1153```11541155Доступны следующие открытые атрибуты, их имена начинаются с подчёркивания, чтобы не конфликтовать с именами экспортируемых функций:11561157#### `PyDLL._handle`11581159Системный дескриптор, используемый для доступа к библиотеке.11601161#### `PyDLL._name`11621163Имя библиотеки, переданное в конструктор.11641165Разделяемые библиотеки также можно загружать, используя один из готовых объектов,\\nкоторые являются экземплярами класса [`LibraryLoader`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.LibraryLoader), либо вызвав метод\\n`LoadLibrary()`, либо обратившись к библиотеке как к атрибуту экземпляра загрузчика.11661167#### `class ctypes.LibraryLoader(dlltype)`11681169Класс, который загружает разделяемые библиотеки. *dlltype* должен быть одним из типов [`CDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.CDLL), [`PyDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.PyDLL), [`WinDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.WinDLL) или [`OleDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.OleDLL).11701171`__getattr__()` обладает особым поведением: он позволяет загружать разделяемую библиотеку, обращаясь к ней как к атрибуту экземпляра загрузчика библиотек. Результат кэшируется, поэтому повторные обращения к атрибуту каждый раз возвращают одну и ту же библиотеку.11721173#### `LoadLibrary(name)`11741175Загружает разделяемую библиотеку в процесс и возвращает её. Этот метод всегда возвращает новый экземпляр библиотеки.11761177Доступны следующие готовые загрузчики библиотек:11781179#### `ctypes.cdll`11801181Создаёт экземпляры [`CDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.CDLL).11821183#### `ctypes.windll`11841185Только для Windows: создаёт экземпляры [`WinDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.WinDLL).11861187#### `ctypes.oledll`11881189Только для Windows: создаёт экземпляры [`OleDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.OleDLL).11901191#### `ctypes.pydll`11921193Создаёт экземпляры [`PyDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.PyDLL).11941195Для прямого доступа к C Python API доступен готовый к использованию объект общей библиотеки Python:11961197#### `ctypes.pythonapi`11981199Экземпляр [`PyDLL`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.PyDLL), предоставляющий функции Python C API в виде\\nатрибутов. Учтите, что предполагается, будто все эти функции возвращают C\\n`int`, но на деле это не всегда так, поэтому для их использования необходимо задать\\nправильный атрибут `restype`.12001201Загрузка библиотеки через любой из этих объектов вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.dlopen` со строковым аргументом `name` – именем, используемым для загрузки библиотеки.12021203Доступ к функции загруженной библиотеки вызывает событие аудита `ctypes.dlsym` с аргументами `library` (объект библиотеки) и `name` (имя символа в виде строки или целого числа).12041205В случаях, когда доступен только дескриптор библиотеки, а не сам объект, обращение к функции вызывает событие аудита `ctypes.dlsym/handle` с аргументами `handle` (сырой дескриптор библиотеки) и `name`.12061207### Внешние функции12081209Как объяснялось в предыдущем разделе, внешние функции можно получить как атрибуты загруженных разделяемых библиотек. Созданные таким образом объекты функций по умолчанию принимают любое количество аргументов, принимают любые экземпляры данных ctypes в качестве аргументов и возвращают тип результата по умолчанию, указанный загрузчиком библиотеки. Они являются экземплярами закрытого класса:12101211#### `class ctypes._FuncPtr`12121213Базовый класс для внешних функций, вызываемых из C.12141215Экземпляры внешних функций также являются C-совместимыми типами данных; они представляют указатели на функции C.12161217Это поведение можно настроить, присвоив значения специальным атрибутам объекта внешней функции.12181219#### `restype`12201221Назначьте тип ctypes для указания типа результата внешней функции.\\nИспользуйте `None` для `void` (функции, ничего не возвращающей).12221223Можно назначить вызываемый объект Python, не являющийся типом ctypes;\\nв этом случае считается, что функция возвращает C `int`, и этот вызываемый объект\\nбудет вызван с этим целым числом, что позволяет выполнить дальнейшую\\nобработку или проверку ошибок. Использование этого подхода устарело; для более гибкой\\nпостобработки или проверки ошибок используйте тип данных ctypes в качестве\\n[`restype`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes._FuncPtr.restype) и назначьте вызываемый объект атрибуту [`errcheck`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes._FuncPtr.errcheck).12241225#### `argtypes`12261227Назначьте кортеж типов ctypes, чтобы указать типы аргументов, которые принимает функция. Функции, использующие соглашение о вызове `stdcall`, могут быть вызваны только с тем же количеством аргументов, что и длина этого кортежа; функции, использующие C соглашение о вызове, также принимают дополнительные неопределённые аргументы.12281229При вызове внешней функции каждый фактический аргумент передаётся методу класса `from_param()` элементов кортежа [`argtypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes._FuncPtr.argtypes); этот метод позволяет адаптировать фактический аргумент к объекту, который принимает внешняя функция. Например, элемент [`c_char_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p) в кортеже [`argtypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes._FuncPtr.argtypes) преобразует строку, переданную в качестве аргумента, в объект bytes, используя правила преобразования ctypes.12301231Новое: теперь можно помещать в argtypes элементы, которые не являются типами ctypes, но каждый элемент должен иметь метод `from_param()`, возвращающий значение, пригодное в качестве аргумента (целое число, строка, экземпляр ctypes). Это позволяет определять адаптеры, которые могут адаптировать пользовательские объекты в качестве параметров функции.12321233#### `errcheck`12341235Этому атрибуту присваивается функция Python или другой вызываемый объект. Вызываемый объект будет вызван с тремя и более аргументами:12361237#### `callable(result, func, arguments)`12381239*result* – это то, что возвращает внешняя функция, как указано атрибутом `restype`.12401241*func* – это сам объект внешней функции; это позволяет повторно использовать один и тот же вызываемый объект для проверки или последующей обработки результатов нескольких функций.12421243*arguments* – это кортеж, содержащий параметры, переданные вызову функции; это позволяет специализировать поведение на основе используемых аргументов.12441245Объект, возвращаемый этой функцией, будет возвращён из вызова внешней функции, но он также может проверить значение результата и возбудить исключение, если вызов внешней функции завершился неудачей.12461247#### `exception ctypes.ArgumentError`12481249Это исключение возникает, когда вызов внешней функции не может преобразовать один из переданных аргументов.12501251В Windows, когда вызов внешней функции вызывает системное исключение (например, из-за нарушения доступа), оно перехватывается и заменяется подходящим исключением Python. Кроме того, возбуждается событие аудита `ctypes.seh_exception` с аргументом `code`, позволяя обработчику аудита заменить исключение своим собственным.12521253Некоторые способы вызова внешних функций могут порождать событие аудита `ctypes.call_function` с аргументами `function pointer` и `arguments`.12541255### Прототипы функций12561257Внешние функции также можно создавать, создавая экземпляры прототипов функций. Прототипы функций похожи на прототипы функций в C: они описывают функцию (тип возврата, типы аргументов, соглашение о вызове), не определяя реализацию. Фабричные функции необходимо вызывать с желаемым типом результата и типами аргументов функции; их можно использовать как фабрики декораторов и, следовательно, применять к функциям через синтаксис `@wrapper`. Примеры см. в [функции обратного вызова](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes-callback-functions).12581259#### `ctypes.CFUNCTYPE(restype, *argtypes, use_errno=False, use_last_error=False)`12601261Созданный прототип функции создаёт функции, использующие стандартное соглашение о вызове C. Функция освобождает GIL во время вызова. Если *use\_errno* установлен в true, приватная копия переменной [`errno`](https://python-all.ru/3.10/library/errno.html#module-errno) ctypes обменивается с реальным значением [`errno`](https://python-all.ru/3.10/library/errno.html#module-errno) до и после вызова; *use\_last\_error* делает то же самое для кода ошибки Windows.12621263#### `ctypes.WINFUNCTYPE(restype, *argtypes, use_errno=False, use_last_error=False)`12641265Только для Windows: возвращаемый прототип функции создаёт функции, использующие соглашение о вызовах `stdcall`. Функция будет освобождать GIL во время вызова. *use\_errno* и *use\_errno* имеют тот же смысл, что и выше.12661267#### `ctypes.PYFUNCTYPE(restype, *argtypes)`12681269Созданный прототип функции создаёт функции, использующие соглашение о вызове Python. Функция *не* освобождает GIL во время вызова.12701271Прототипы функций, созданные этими фабричными функциями, могут быть созданы различными способами, в зависимости от типа и количества параметров в вызове:12721273> #### `prototype(address)`1274>1275> Возвращает внешнюю функцию по указанному адресу, который должен быть целым числом.1276>1277> #### `prototype(callable)`1278>1279> Создаёт вызываемую функцию C (функцию обратного вызова) из *вызываемого объекта* Python.1280>1281> #### `prototype(func_spec[, paramflags])`1282>1283> Возвращает внешнюю функцию, экспортируемую общей библиотекой. *func\_spec* должен быть 2-кортежем `(name_or_ordinal, library)`. Первый элемент – это имя экспортируемой функции в виде строки или порядковый номер экспортируемой функции в виде небольшого целого числа. Второй элемент – это экземпляр общей библиотеки.1284>1285> #### `prototype(vtbl_index, name[, paramflags[, iid]])`1286>1287> Возвращает внешнюю функцию, которая будет вызывать метод COM. *vtbl\_index* – это индекс в таблице виртуальных функций, небольшое неотрицательное целое число. *name* – это имя метода COM. *iid* – необязательный указатель на идентификатор интерфейса, используемый в расширенном отчёте об ошибках.1288>1289> Методы COM используют специальное соглашение о вызове: в качестве первого аргумента требуется указатель на интерфейс COM, помимо тех параметров, которые указаны в кортеже `argtypes`.1290>1291> Необязательный параметр *paramflags* создаёт обёртки внешних функций с гораздо большей функциональностью, чем описано выше.1292>1293> *paramflags* должен быть кортежем той же длины, что и `argtypes`.1294>1295> Каждый элемент этого кортежа содержит дополнительную информацию о параметре; он должен быть кортежем, содержащим один, два или три элемента.1296>1297> Первый элемент – целое число, содержащее комбинацию флагов направления для параметра:1298>1299> > **1**1300> >1301> > Задаёт входной параметр функции.1302> >1303> > **2**1304> >1305> > Выходной параметр. Внешняя функция заполняет значение.1306> >1307> > **4**1308> >1309> > Входной параметр, по умолчанию равный нулю.1310>1311> Необязательный второй элемент – имя параметра в виде строки. Если он указан, внешнюю функцию можно вызывать с именованными параметрами.1312>1313> Необязательный третий элемент – значение по умолчанию для этого параметра.13141315Этот пример демонстрирует, как обернуть функцию Windows `MessageBoxW` так,\\nчтобы она поддерживала параметры по умолчанию и именованные аргументы. Объявление C из\\nзаголовочного файла Windows выглядит так:13161317```python1318WINUSERAPI int WINAPI1319MessageBoxW(1320 HWND hWnd,1321 LPCWSTR lpText,1322 LPCWSTR lpCaption,1323 UINT uType);1324```13251326Вот обёртка с помощью [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes):13271328```python1329>>> from ctypes import c_int, WINFUNCTYPE, windll1330>>> from ctypes.wintypes import HWND, LPCWSTR, UINT1331>>> prototype = WINFUNCTYPE(c_int, HWND, LPCWSTR, LPCWSTR, UINT)1332>>> paramflags = (1, "hwnd", 0), (1, "text", "Hi"), (1, "caption", "Hello from ctypes"), (1, "flags", 0)1333>>> MessageBox = prototype(("MessageBoxW", windll.user32), paramflags)1334```13351336Теперь внешнюю функцию `MessageBox` можно вызывать следующими способами:13371338```python1339>>> MessageBox()1340>>> MessageBox(text="Spam, spam, spam")1341>>> MessageBox(flags=2, text="foo bar")1342```13431344Второй пример демонстрирует выходные параметры. Функция win32 `GetWindowRect` получает размеры указанного окна, копируя их в структуру `RECT`, которую должен предоставить вызывающий. Вот объявление на C:13451346```python1347WINUSERAPI BOOL WINAPI1348GetWindowRect(1349 HWND hWnd,1350 LPRECT lpRect);1351```13521353Вот обёртка с помощью [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes):13541355```python1356>>> from ctypes import POINTER, WINFUNCTYPE, windll, WinError1357>>> from ctypes.wintypes import BOOL, HWND, RECT1358>>> prototype = WINFUNCTYPE(BOOL, HWND, POINTER(RECT))1359>>> paramflags = (1, "hwnd"), (2, "lprect")1360>>> GetWindowRect = prototype(("GetWindowRect", windll.user32), paramflags)1361>>>1362```13631364Функции с выходными параметрами автоматически возвращают значение выходного параметра, если он один, или кортеж значений выходных параметров, если их несколько; таким образом, при вызове функция GetWindowRect теперь возвращает экземпляр RECT.13651366Выходные параметры можно комбинировать с протоколом `errcheck` для дополнительной обработки выходных данных и проверки ошибок. Функция win32 API `GetWindowRect` возвращает `BOOL`, сигнализируя об успехе или неудаче, поэтому эта функция может выполнять проверку ошибок и возбуждать исключение при сбое вызова API:13671368```python1369>>> def errcheck(result, func, args):1370... if not result:1371... raise WinError()1372... return args1373...1374>>> GetWindowRect.errcheck = errcheck1375>>>1376```13771378Если функция `errcheck` возвращает полученный кортеж аргументов без изменений, [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) продолжает обычную обработку выходных параметров. Если же требуется вернуть кортеж координат окна вместо экземпляра `RECT`, можно извлечь поля в функции и вернуть их – тогда обычная обработка выполняться не будет:13791380```python1381>>> def errcheck(result, func, args):1382... if not result:1383... raise WinError()1384... rc = args[1]1385... return rc.left, rc.top, rc.bottom, rc.right1386...1387>>> GetWindowRect.errcheck = errcheck1388>>>1389```13901391### Вспомогательные функции13921393#### `ctypes.addressof(obj)`13941395Возвращает адрес буфера памяти в виде целого числа. *obj* должен быть экземпляром типа ctypes.13961397Вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.addressof` с аргументом `obj`.13981399#### `ctypes.alignment(obj_or_type)`14001401Возвращает требования к выравниванию для типа ctypes. *obj\_or\_type* должен быть типом ctypes или его экземпляром.14021403#### `ctypes.byref(obj[, offset])`14041405Возвращает легковесный указатель на *obj*, который должен быть экземпляром типа ctypes. Параметр *offset* по умолчанию равен нулю и должен быть целым числом, которое будет добавлено к внутреннему значению указателя.14061407`byref(obj, offset)` соответствует следующему коду на C:14081409```python1410(((char *)&obj) + offset)1411```14121413Возвращаемый объект можно использовать только как параметр вызова внешней функции. Он ведёт себя аналогично `pointer(obj)`, но создаётся гораздо быстрее.14141415#### `ctypes.cast(obj, type)`14161417Эта функция аналогична оператору приведения типов в C. Она возвращает новый экземпляр *type*, указывающий на тот же блок памяти, что и *obj*. *type* должен быть типом-указателем, а *obj* – объектом, который можно интерпретировать как указатель.14181419#### `ctypes.create_string_buffer(init_or_size, size=None)`14201421Эта функция создаёт изменяемый символьный буфер. Возвращаемый объект представляет собой массив ctypes из [`c_char`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_char).14221423*init\_or\_size* должен быть целым числом, задающим размер массива, или объектом bytes, который будет использоваться для инициализации элементов массива.14241425Если в качестве первого аргумента передан объект bytes, буфер создаётся на один элемент больше его длины, чтобы последним элементом массива был нулевой символ NUL. Вторым аргументом можно передать целое число, которое позволяет задать размер массива, если длина bytes не должна использоваться.14261427Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.create_string_buffer` с аргументами `init`, `size`.14281429#### `ctypes.create_unicode_buffer(init_or_size, size=None)`14301431Эта функция создаёт изменяемый буфер символов Unicode. Возвращаемый объект представляет собой массив ctypes из [`c_wchar`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_wchar).14321433*init\_or\_size* должен быть целым числом, задающим размер массива, или строкой, которая будет использоваться для инициализации элементов массива.14341435Если в качестве первого аргумента передана строка, буфер создаётся на один элемент больше длины строки, чтобы последним элементом массива был нулевой символ NUL. Вторым аргументом можно передать целое число, которое позволяет задать размер массива, если длина строки не должна использоваться.14361437Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.create_unicode_buffer` с аргументами `init`, `size`.14381439#### `ctypes.DllCanUnloadNow()`14401441Только для Windows: эта функция является перехватчиком, который позволяет реализовывать внутрипроцессные COM-серверы с помощью ctypes. Она вызывается из функции DllCanUnloadNow, которую экспортирует DLL расширения \_ctypes.14421443#### `ctypes.DllGetClassObject()`14441445Только для Windows: эта функция является перехватчиком, который позволяет реализовывать внутрипроцессные COM-серверы с помощью ctypes. Она вызывается из функции DllGetClassObject, которую экспортирует DLL расширения `_ctypes`.14461447#### `ctypes.util.find_library(name)`14481449Пытается найти библиотеку и возвращает путь. *name* – это имя библиотеки без префиксов вроде `lib`, суффиксов вроде `.so`, `.dylib` или номера версии (именно такая форма используется для опции компоновщика в POSIX `-l`). Если библиотеку не удаётся найти, возвращает `None`.14501451Точное поведение зависит от системы.14521453#### `ctypes.util.find_msvcrt()`14541455Только для Windows: возвращает имя файла библиотеки времени выполнения VC, используемой Python и модулями расширения. Если имя библиотеки не удаётся определить, возвращается `None`.14561457Если необходимо освободить память, выделенную, например, модулем расширения с помощью вызова `free(void *)`, важно использовать функцию из той же библиотеки, которая выделила память.14581459#### `ctypes.FormatError([code])`14601461Только для Windows: возвращает текстовое описание кода ошибки *code*. Если код ошибки не указан, используется последний код ошибки, полученный вызовом функции Windows API GetLastError.14621463#### `ctypes.GetLastError()`14641465Только для Windows: возвращает последний код ошибки, установленный Windows в вызывающем потоке. Эта функция вызывает функцию Windows `GetLastError()` напрямую, она не возвращает приватную копию кода ошибки ctypes.14661467#### `ctypes.get_errno()`14681469Возвращает текущее значение приватной копии ctypes для системной переменной [`errno`](https://python-all.ru/3.10/library/errno.html#module-errno) в вызывающем потоке.14701471Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.get_errno` без аргументов.14721473#### `ctypes.get_last_error()`14741475Только для Windows: возвращает текущее значение приватной для ctypes копии системной переменной `LastError` в вызывающем потоке.14761477Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.get_last_error` без аргументов.14781479#### `ctypes.memmove(dst, src, count)`14801481Аналогична стандартной библиотечной функции C memmove: копирует *count* байт из *src* в *dst*. *dst* и *src* должны быть целыми числами или экземплярами ctypes, которые можно преобразовать в указатели.14821483#### `ctypes.memset(dst, c, count)`14841485Аналогична стандартной библиотечной функции C memset: заполняет блок памяти по адресу *dst* *count* байтами значения *c*. *dst* должно быть целым числом, задающим адрес, или экземпляром ctypes.14861487#### `ctypes.POINTER(type)`14881489Эта фабричная функция создаёт и возвращает новый тип указателя ctypes. Типы\\nуказателей кэшируются и повторно используются внутри, поэтому многократный вызов этой функции является\\nдешёвым. *type* должен быть типом ctypes.14901491#### `ctypes.pointer(obj)`14921493Эта функция создаёт новый экземпляр указателя, указывающий на *obj*. Возвращаемый\\nобъект имеет тип `POINTER(type(obj))`.14941495Примечание: Если требуется просто передать указатель на объект в вызов внешней функции, следует использовать `byref(obj)`, что намного быстрее.14961497#### `ctypes.resize(obj, size)`14981499Эта функция изменяет размер внутреннего буфера памяти *obj*, который должен быть экземпляром типа ctypes. Уменьшить буфер ниже собственного размера типа объекта, заданного `sizeof(type(obj))`, невозможно, но увеличить буфер – можно.15001501#### `ctypes.set_errno(value)`15021503Устанавливает текущее значение приватной копии ctypes для системной переменной [`errno`](https://python-all.ru/3.10/library/errno.html#module-errno) в вызывающем потоке в *value* и возвращает предыдущее значение.15041505Вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.set_errno` с аргументом `errno`.15061507#### `ctypes.set_last_error(value)`15081509Только для Windows: устанавливает текущее значение приватной для ctypes копии системной переменной `LastError` в вызывающем потоке в *value* и возвращает предыдущее значение.15101511Вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.set_last_error` с аргументом `error`.15121513#### `ctypes.sizeof(obj_or_type)`15141515Возвращает размер в байтах буфера памяти типа или экземпляра ctypes. Делает то же, что и оператор C `sizeof`.15161517#### `ctypes.string_at(address, size=- 1)`15181519Эта функция возвращает C-строку, начинающуюся по адресу памяти *address*, в виде объекта bytes. Если указан параметр size, он используется как размер; в противном случае строка считается завершающейся нулевым символом.15201521Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.string_at` с аргументами `address`, `size`.15221523#### `ctypes.WinError(code=None, descr=None)`15241525Только для Windows: эта функция, вероятно, имеет самое неудачное название в ctypes. Она создаёт экземпляр OSError. Если *code* не указан, вызывается `GetLastError` для определения кода ошибки. Если *descr* не указан, вызывается [`FormatError()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.FormatError) для получения текстового описания ошибки.15261527Изменено в версии 3.3: Ранее создавался экземпляр [`WindowsError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#WindowsError).15281529#### `ctypes.wstring_at(address, size=- 1)`15301531Эта функция возвращает строку широких символов, начинающуюся по адресу памяти *address*, в виде строки. Если указан *size*, он используется как количество символов строки, в противном случае строка считается завершающейся нулевым символом.15321533Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.wstring_at` с аргументами `address`, `size`.15341535### Типы данных15361537#### `class ctypes._CData`15381539Этот непубличный класс является общей базой всех типов данных ctypes. Среди прочего, все экземпляры типов ctypes содержат блок памяти, хранящий C-совместимые данные; адрес этого блока возвращается вспомогательной функцией [`addressof()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.addressof). Ещё одна переменная экземпляра доступна как [`_objects`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes._CData._objects); она содержит другие объекты Python, которые необходимо хранить в живых на случай, если блок памяти содержит указатели.15401541Общие методы типов данных ctypes, все они являются методами класса (если точнее, это методы [метакласса](https://python-all.ru/3.10/glossary.html#term-metaclass)):15421543#### `from_buffer(source[, offset])`15441545Этот метод возвращает экземпляр ctypes, который разделяет буфер объекта *source*. Объект *source* должен поддерживать интерфейс буфера для записи. Необязательный параметр *offset* указывает смещение в буфере источника в байтах; по умолчанию ноль. Если буфер источника недостаточно велик, возникает исключение [`ValueError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#ValueError).15461547Вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.cdata/buffer` с аргументами `pointer`, `size`, `offset`.15481549#### `from_buffer_copy(source[, offset])`15501551Этот метод создаёт экземпляр ctypes, копируя буфер из объекта *source*, который должен быть читаемым. Необязательный параметр *offset* задаёт смещение в буфере источника в байтах; по умолчанию ноль. Если буфер источника недостаточно велик, возникает исключение [`ValueError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#ValueError).15521553Вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.cdata/buffer` с аргументами `pointer`, `size`, `offset`.15541555#### `from_address(address)`15561557Этот метод возвращает экземпляр типа ctypes, использующий память, указанную *address*, который должен быть целым числом.15581559Этот метод и другие методы, которые косвенно его вызывают, порождают [событие аудита](https://python-all.ru/3.10/library/sys.html#auditing) `ctypes.cdata` с аргументом `address`.15601561#### `from_param(obj)`15621563Этот метод адаптирует *obj* к типу ctypes. Он вызывается с фактическим объектом, используемым при вызове внешней функции, когда этот тип присутствует в кортеже `argtypes` этой внешней функции; он должен возвращать объект, который можно использовать в качестве параметра вызова функции.15641565Все типы данных ctypes имеют реализацию этого метода класса по умолчанию, которая обычно возвращает *obj*, если он является экземпляром этого типа. Некоторые типы также принимают другие объекты.15661567#### `in_dll(library, name)`15681569Этот метод возвращает экземпляр типа ctypes, экспортируемый общей библиотекой. *name* – это имя символа, экспортирующего данные; *library* – загруженная общая библиотека.15701571Общие переменные экземпляра типов данных ctypes:15721573#### `_b_base_`15741575Иногда экземпляры данных ctypes не являются владельцами содержащегося в них блока памяти, а разделяют часть блока памяти базового объекта. Атрибут только для чтения [`_b_base_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes._CData._b_base_) – это корневой объект ctypes, владеющий блоком памяти.15761577#### `_b_needsfree_`15781579Эта переменная только для чтения равна true, когда экземпляр данных ctypes сам выделил блок памяти, и false в противном случае.15801581#### `_objects`15821583Этот элемент может быть `None` или словарём, содержащим объекты Python, которые необходимо удерживать в памяти, чтобы содержимое блока памяти оставалось валидным. Этот объект предоставляется только для отладки; не изменяйте содержимое этого словаря.15841585### Фундаментальные типы данных15861587#### `class ctypes._SimpleCData`15881589Этот непубличный класс является базовым для всех фундаментальных типов данных ctypes. Он упоминается здесь, потому что содержит общие атрибуты фундаментальных типов данных ctypes. [`_SimpleCData`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes._SimpleCData) является подклассом [`_CData`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes._CData), поэтому наследует их методы и атрибуты. Типы данных ctypes, которые не являются указателями и не содержат указателей, теперь можно сериализовать с помощью pickle.15901591Экземпляры имеют один атрибут:15921593#### `value`15941595Этот атрибут содержит фактическое значение экземпляра. Для целочисленных типов и типов указателей это целое число, для символьных типов – объект bytes из одного символа или строка, для символьных указателей – объект Python bytes или строка.15961597При получении атрибута `value` из экземпляра ctypes обычно каждый раз возвращается новый объект. [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) *не* реализует возврат исходного объекта, всегда создаётся новый объект. То же самое верно для всех остальных экземпляров объектов ctypes.15981599Фундаментальные типы данных при возврате в качестве результатов вызова внешней функции или, например, при получении полей структур или элементов массивов прозрачно преобразуются в собственные типы Python. Другими словами, если внешняя функция имеет `restype` с типом [`c_char_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p), вы всегда получите объект Python bytes, *а не* экземпляр [`c_char_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p).16001601Подклассы фундаментальных типов данных *не* наследуют это поведение. Так что если `restype` внешней функции является подклассом [`c_void_p`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_void_p), вы получите экземпляр этого подкласса в результате вызова функции. Разумеется, вы можете получить значение указателя, обратившись к атрибуту `value`.16021603Вот фундаментальные типы данных ctypes:16041605#### `class ctypes.c_byte`16061607Представляет тип данных C `signed char` и интерпретирует значение как небольшое целое число. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16081609#### `class ctypes.c_char`16101611Представляет тип данных C `char` и интерпретирует значение как одиночный символ. Конструктор принимает необязательный строковый инициализатор; длина строки должна быть ровно один символ.16121613#### `class ctypes.c_char_p`16141615Представляет тип данных C `char*`, когда он указывает на строку, завершающуюся нулевым символом. Для указателя на произвольные символы, который может также указывать на бинарные данные, необходимо использовать `POINTER(c_char)`. Конструктор принимает целочисленный адрес или объект bytes.16161617#### `class ctypes.c_double`16181619Представляет тип данных C `double`. Конструктор принимает необязательный инициализатор с плавающей запятой.16201621#### `class ctypes.c_longdouble`16221623Представляет тип данных C `long double`. Конструктор принимает необязательный инициализатор с плавающей запятой. На платформах, где `sizeof(long double) == sizeof(double)`, это псевдоним для [`c_double`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_double).16241625#### `class ctypes.c_float`16261627Представляет тип данных C `float`. Конструктор принимает необязательный инициализатор с плавающей запятой.16281629#### `class ctypes.c_int`16301631Представляет тип данных C `signed int`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется. На платформах, где `sizeof(int) == sizeof(long)`, это псевдоним для [`c_long`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_long).16321633#### `class ctypes.c_int8`16341635Представляет 8-битный тип данных C `signed int`. Обычно является псевдонимом для [`c_byte`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_byte).16361637#### `class ctypes.c_int16`16381639Представляет 16-битный тип данных C `signed int`. Обычно является псевдонимом для [`c_short`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_short).16401641#### `class ctypes.c_int32`16421643Представляет 32-битный тип данных C `signed int`. Обычно является псевдонимом для [`c_int`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_int).16441645#### `class ctypes.c_int64`16461647Представляет 64-битный тип данных C `signed int`. Обычно является псевдонимом для [`c_longlong`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_longlong).16481649#### `class ctypes.c_long`16501651Представляет тип данных C `signed long`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16521653#### `class ctypes.c_longlong`16541655Представляет тип данных C `signed long long`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16561657#### `class ctypes.c_short`16581659Представляет тип данных C `signed short`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16601661#### `class ctypes.c_size_t`16621663Представляет тип данных C `size_t`.16641665#### `class ctypes.c_ssize_t`16661667Представляет тип данных C `ssize_t`.16681669Новое в версии 3.2.16701671#### `class ctypes.c_ubyte`16721673Представляет тип данных C `unsigned char`, интерпретирует значение как небольшое целое число. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16741675#### `class ctypes.c_uint`16761677Представляет тип данных C `unsigned int`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется. На платформах, где `sizeof(int) == sizeof(long)`, это псевдоним для [`c_ulong`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_ulong).16781679#### `class ctypes.c_uint8`16801681Представляет 8-битный тип данных C `unsigned int`. Обычно является псевдонимом для [`c_ubyte`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_ubyte).16821683#### `class ctypes.c_uint16`16841685Представляет 16-битный тип данных C `unsigned int`. Обычно является псевдонимом для [`c_ushort`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_ushort).16861687#### `class ctypes.c_uint32`16881689Представляет 32-битный тип данных C `unsigned int`. Обычно является псевдонимом для [`c_uint`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_uint).16901691#### `class ctypes.c_uint64`16921693Представляет 64-битный тип данных C `unsigned int`. Обычно является псевдонимом для [`c_ulonglong`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_ulonglong).16941695#### `class ctypes.c_ulong`16961697Представляет тип данных C `unsigned long`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16981699#### `class ctypes.c_ulonglong`17001701Представляет тип данных C `unsigned long long`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.17021703#### `class ctypes.c_ushort`17041705Представляет тип данных C `unsigned short`. Конструктор принимает необязательный инициализатор целого числа; проверка переполнения не выполняется.17061707#### `class ctypes.c_void_p`17081709Представляет тип C `void*`. Значение представлено как целое число. Конструктор принимает необязательный инициализатор целого числа.17101711#### `class ctypes.c_wchar`17121713Представляет тип данных C `wchar_t` и интерпретирует значение как строку Unicode из одного символа. Конструктор принимает необязательный строковый инициализатор; длина строки должна быть ровно один символ.17141715#### `class ctypes.c_wchar_p`17161717Представляет тип данных C `wchar_t*`, который должен быть указателем на широкую строку, завершающуюся нулевым символом. Конструктор принимает целочисленный адрес или строку.17181719#### `class ctypes.c_bool`17201721Представляет тип данных C `bool` (точнее, `_Bool` из C99). Его значение может быть `True` или `False`, а конструктор принимает любой объект, имеющий значение истинности.17221723#### `class ctypes.HRESULT`17241725Только Windows: Представляет значение `HRESULT`, содержащее информацию об успехе или ошибке вызова функции или метода.17261727#### `class ctypes.py_object`17281729Представляет тип данных C `PyObject*`. Вызов без аргумента создаёт указатель `NULL` `PyObject*`.17301731Модуль `ctypes.wintypes` предоставляет и другие специфичные для Windows типы данных, например `HWND`, `WPARAM` или `DWORD`. Также определены некоторые полезные структуры, такие как `MSG` или `RECT`.17321733### Структурированные типы данных17341735#### `class ctypes.Union(*args, **kw)`17361737Абстрактный базовый класс для объединений в собственном порядке байт.17381739#### `class ctypes.BigEndianStructure(*args, **kw)`17401741Абстрактный базовый класс для структур в *big endian* порядке байтов.17421743#### `class ctypes.LittleEndianStructure(*args, **kw)`17441745Абстрактный базовый класс для структур в *little endian* порядке байтов.17461747Структуры с нестандартным порядком байтов не могут содержать поля типа указателя или любые другие типы данных, содержащие поля типа указателя.17481749#### `class ctypes.Structure(*args, **kw)`17501751Абстрактный базовый класс для структур в *нативном* порядке байтов.17521753Конкретные типы структур и объединений должны создаваться путем наследования одного из этих типов и как минимум определять переменную класса [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_). [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) создаст [дескриптор](https://python-all.ru/3.10/glossary.html#term-descriptor)ы, которые позволяют читать и записывать поля через прямой доступ к атрибутам. Это –17541755#### `_fields_`17561757Последовательность, определяющая поля структуры. Элементы должны быть 2-кортежами или 3-кортежами. Первый элемент – имя поля, второй элемент задает тип поля; это может быть любой тип данных ctypes.17581759Для полей целочисленного типа, таких как [`c_int`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.c_int), можно указать третий необязательный элемент. Он должен быть небольшим положительным целым числом, определяющим разрядность поля (битовую ширину).17601761Имена полей должны быть уникальными в пределах одной структуры или объединения. Это не проверяется, но при повторении имен доступно только одно поле.17621763Можно определить переменную класса [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_) *после* оператора class, определяющего подкласс Structure; это позволяет создавать типы данных, которые прямо или косвенно ссылаются сами на себя:17641765```python1766class List(Structure):1767 pass1768List._fields_ = [("pnext", POINTER(List)),1769 ...1770 ]1771```17721773Однако переменная класса [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_) должна быть определена до того, как tип будет впервые использован (создается экземпляр, вызывается [`sizeof()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.sizeof) для него и т.д.). Последующие присваивания переменной класса [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_) будут вызывать AttributeError.17741775Можно определять подклассы второго уровня для типов структур; они наследуют поля базового класса, а также [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_), определенный в подклассе второго уровня, если таковой есть.17761777#### `_pack_`17781779Необязательное небольшое целое число, позволяющее переопределить выравнивание полей структуры в экземпляре. [`_pack_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._pack_) должен быть уже определён к моменту присваивания [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_), иначе это не будет иметь эффекта.17801781#### `_anonymous_`17821783Необязательная последовательность, перечисляющая имена безымянных (анонимных) полей. [`_anonymous_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._anonymous_) должен быть уже определён, когда присваивается [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_), иначе это не будет иметь эффекта.17841785Поля, перечисленные в этой переменной, должны быть полями структурного или объединённого типа. [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) создаёт дескрипторы в типе структуры, которые позволяют напрямую обращаться к вложенным полям без необходимости создания поля структуры или объединения.17861787Вот пример типа (Windows):17881789```python1790class _U(Union):1791 _fields_ = [("lptdesc", POINTER(TYPEDESC)),1792 ("lpadesc", POINTER(ARRAYDESC)),1793 ("hreftype", HREFTYPE)]17941795class TYPEDESC(Structure):1796 _anonymous_ = ("u",)1797 _fields_ = [("u", _U),1798 ("vt", VARTYPE)]1799```18001801Структура `TYPEDESC` описывает COM-тип данных, поле `vt` указывает, какое из полей объединения является действительным. Поскольку поле `u` определено как анонимное, теперь можно обращаться к членам напрямую через экземпляр TYPEDESC. `td.lptdesc` и `td.u.lptdesc` эквивалентны, но первый вариант быстрее, так как не требует создания временного экземпляра объединения:18021803```python1804td = TYPEDESC()1805td.vt = VT_PTR1806td.lptdesc = POINTER(some_type)1807td.u.lptdesc = POINTER(some_type)1808```18091810Можно определять подклассы структур; они наследуют поля базового класса. Если в определении подкласса есть отдельная переменная [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_), поля, указанные в ней, добавляются к полям базового класса.18111812Конструкторы структур и объединений принимают как позиционные, так и именованные аргументы. Позиционные аргументы используются для инициализации полей-членов в том же порядке, в котором они перечислены в [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_). Именованные аргументы в конструкторе интерпретируются как присваивания атрибутов, поэтому они инициализируют [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_) с тем же именем или создают новые атрибуты для имён, отсутствующих в [`_fields_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_).18131814### Массивы и указатели18151816#### `class ctypes.Array(*args)`18171818Абстрактный базовый класс для массивов.18191820Рекомендуемый способ создания конкретных типов массивов – умножение любого [`ctypes`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#module-ctypes) типа данных на неотрицательное целое число. В качестве альтернативы можно создать подкласс этого типа и определить переменные класса [`_length_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Array._length_) и [`_type_`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Array._type_). Элементы массива можно читать и записывать с помощью стандартных операций индексирования и срезов; при чтении среза результирующий объект *не* является [`Array`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.Array).18211822#### `_length_`18231824Положительное целое число, задающее количество элементов в массиве. Индексы вне диапазона приводят к [`IndexError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#IndexError). Будет возвращено [`len()`](https://python-all.ru/3.10/library/functions.html#len).18251826#### `_type_`18271828Задаёт тип каждого элемента в массиве.18291830Конструкторы подклассов массивов принимают позиционные аргументы, используемые для инициализации элементов по порядку.18311832#### `class ctypes._Pointer`18331834Приватный абстрактный базовый класс для указателей.18351836Конкретные типы указателей создаются вызовом [`POINTER()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.POINTER) с типом, на который будет указываться; это делается автоматически [`pointer()`](https://python-all.ru/3.10/library/ctypes.html#ctypes.pointer).18371838Если указатель указывает на массив, его элементы можно читать и записывать с помощью стандартных операций индексирования и срезов. Объекты-указатели не имеют размера, поэтому [`len()`](https://python-all.ru/3.10/library/functions.html#len) вызовет [`TypeError`](https://python-all.ru/3.10/library/exceptions.html#TypeError). Отрицательные индексы будут читать из памяти *до* указателя (как в C), а индексы за пределами диапазона, скорее всего, приведут к сбою с нарушением доступа (если повезёт).18391840#### `_type_`18411842Задаёт тип, на который указывается.18431844#### `contents`18451846Возвращает объект, на который указывает указатель. Присваивание этому атрибуту изменяет указатель так, чтобы он указывал на присвоенный объект.1847