ctypes.md
1> **Источник:** https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) – библиотека для вызова внешних функций на Python89---1011[`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/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.1213## Руководство по ctypes1415Примечание: примеры кода в этом руководстве используют [`doctest`](https://python-all.ru/3.9/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.1617Примечание: некоторые примеры кода ссылаются на тип [`c_int`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_int) модуля ctypes. На платформах, где `sizeof(long) == sizeof(int)` является псевдонимом для [`c_long`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_long). Поэтому не стоит удивляться, если при ожидании [`c_int`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_int) выводится [`c_long`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_long) – на самом деле это один и тот же тип.1819### Загрузка динамически подключаемых библиотек2021[`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) экспортирует объекты *cdll*, а в Windows – *windll* и *oledll* для загрузки динамически подключаемых библиотек.2223Библиотеки 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/3.9/library/exceptions.html#OSError) при неудачном вызове функции.2425Изменено в версии 3.3: раньше ошибки Windows возбуждали [`WindowsError`](https://python-all.ru/3.9/library/exceptions.html#WindowsError), который теперь является псевдонимом [`OSError`](https://python-all.ru/3.9/library/exceptions.html#OSError).2627Вот 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:2829```python30>>> from ctypes import *31>>> print(windll.kernel32) 32<WinDLL 'kernel32', handle ... at ...>33>>> print(cdll.msvcrt) 34<CDLL 'msvcrt', handle ... at ...>35>>> libc = cdll.msvcrt 36>>>37```3839Windows автоматически добавляет обычный суффикс файла `.dll`.4041> **Примечание**42>43> 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`.4445В 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:4647```python48>>> cdll.LoadLibrary("libc.so.6") 49<CDLL 'libc.so.6', handle ... at ...>50>>> libc = CDLL("libc.so.6") 51>>> libc 52<CDLL 'libc.so.6', handle ... at ...>53>>>54```5556### Доступ к функциям из загруженных DLL5758Функции доступны как атрибуты объектов DLL:5960```python61>>> from ctypes import *62>>> libc.printf63<_FuncPtr object at 0x...>64>>> print(windll.kernel32.GetModuleHandleA) 65<_FuncPtr object at 0x...>66>>> print(windll.kernel32.MyOwnFunction) 67Traceback (most recent call last):68 File "<stdin>", line 1, in <module>69 File "ctypes.py", line 239, in __getattr__70 func = _StdcallFuncPtr(name, self)71AttributeError: function 'MyOwnFunction' not found72>>>73```7475Обратите 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:7677```python78/* ANSI version */79HMODULE GetModuleHandleA(LPCSTR lpModuleName);80/* UNICODE version */81HMODULE GetModuleHandleW(LPCWSTR lpModuleName);82```8384*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.8586Иногда 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/3.9/library/functions.html#getattr) для получения функции:8788```python89>>> getattr(cdll.msvcrt, "??2@YAPAXI@Z") 90<_FuncPtr object at 0x...>91>>>92```9394В Windows некоторые DLL экспортируют функции не по имени, а по порядковому номеру. К таким функциям можно получить доступ, индексируя объект DLL по порядковому номеру:9596```python97>>> cdll.kernel32[1] 98<_FuncPtr object at 0x...>99>>> cdll.kernel32[0] 100Traceback (most recent call last):101 File "<stdin>", line 1, in <module>102 File "ctypes.py", line 310, in __getitem__103 func = _StdcallFuncPtr(name, self)104AttributeError: function ordinal 0 not found105>>>106```107108### Вызов функций109110Эти 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 win32.111112В этом примере обе функции вызываются с указателем `NULL` (`None` следует использовать в качестве указателя `NULL`):113114```python115>>> print(libc.time(None)) 1161150640792117>>> print(hex(windll.kernel32.GetModuleHandleA(None))) 1180x1d000000119>>>120```121122[`ValueError`](https://python-all.ru/3.9/library/exceptions.html#ValueError) возбуждается, когда вызывается функция `stdcall` с соглашением о вызовах `cdecl` или наоборот:123124```python125>>> cdll.kernel32.GetModuleHandleA(None) 126Traceback (most recent call last):127 File "<stdin>", line 1, in <module>128ValueError: Procedure probably called with not enough arguments (4 bytes missing)129>>>130131>>> windll.msvcrt.printf(b"spam") 132Traceback (most recent call last):133 File "<stdin>", line 1, in <module>134ValueError: Procedure probably called with too many arguments (4 bytes in excess)135>>>136```137138Чтобы узнать правильное соглашение о вызовах, необходимо заглянуть в C-заголовочный файл или документацию вызываемой функции.139140В Windows [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/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:141142```python143>>> windll.kernel32.GetModuleHandleA(32) 144Traceback (most recent call last):145 File "<stdin>", line 1, in <module>146OSError: exception: access violation reading 0x00000020147>>>148```149150Однако существует достаточно способов вызвать крах Python с помощью [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes), так что в любом случае следует соблюдать осторожность. Модуль [`faulthandler`](https://python-all.ru/3.9/library/faulthandler.html#module-faulthandler) может помочь при отладке сбоев (например, ошибок сегментации, вызванных некорректными вызовами библиотек C).151152`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.153154Прежде чем перейти к вызову функций с другими типами параметров, нужно узнать больше о типах данных [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes).155156### Фундаментальные типы данных157158[`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) определяет несколько примитивных типов данных, совместимых с C:159160| Тип ctypes | Тип C | Тип Python |161| --- | --- | --- |162| [`c_bool`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_bool) | `_Bool` | bool (1) |163| [`c_char`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_char) | `char` | односимвольный объект bytes |164| [`c_wchar`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_wchar) | `wchar_t` | односимвольная строка |165| [`c_byte`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_byte) | `char` | int |166| [`c_ubyte`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_ubyte) | `unsigned char` | int |167| [`c_short`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_short) | `short` | int |168| [`c_ushort`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_ushort) | `unsigned short` | int |169| [`c_int`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_int) | `int` | int |170| [`c_uint`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_uint) | `unsigned int` | int |171| [`c_long`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_long) | `long` | int |172| [`c_ulong`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_ulong) | `unsigned long` | int |173| [`c_longlong`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_longlong) | `__int64` или `long long` | int |174| [`c_ulonglong`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_ulonglong) | `unsigned __int64` или `unsigned long long` | int |175| [`c_size_t`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_size_t) | `size_t` | int |176| [`c_ssize_t`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_ssize_t) | `ssize_t` или [`Py_ssize_t`](https://python-all.ru/3.9/c-api/intro.html#c.Py_ssize_t) | int |177| [`c_float`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_float) | `float` | float |178| [`c_double`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_double) | `double` | float |179| [`c_longdouble`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_longdouble) | `long double` | float |180| [`c_char_p`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p) | `char *` (с завершающим нулём) | объект bytes или `None` |181| [`c_wchar_p`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_wchar_p) | `wchar_t *` (с завершающим нулём) | строка или `None` |182| [`c_void_p`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_void_p) | `void *` | int или `None` |1831841. Конструктор принимает любой объект с истинностным значением.185186Все эти типы можно создать, вызвав их с необязательным инициализатором правильного типа и значения:187188```python189>>> c_int()190c_long(0)191>>> c_wchar_p("Hello, World")192c_wchar_p(140018365411392)193>>> c_ushort(-3)194c_ushort(65533)195>>>196```197198Поскольку эти типы изменяемы, их значение можно изменить и впоследствии:199200```python201>>> i = c_int(42)202>>> print(i)203c_long(42)204>>> print(i.value)20542206>>> i.value = -99207>>> print(i.value)208-99209>>>210```211212Присваивание нового значения экземплярам типов-указателей [`c_char_p`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p), [`c_wchar_p`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_wchar_p) и [`c_void_p`](https://python-all.ru/3.9/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):213214```python215>>> s = "Hello, World"216>>> c_s = c_wchar_p(s)217>>> print(c_s)218c_wchar_p(139966785747344)219>>> print(c_s.value)220Hello World221>>> c_s.value = "Hi, there"222>>> print(c_s) # расположение в памяти изменилось223c_wchar_p(139966783348904)224>>> print(c_s.value)225Hi, there226>>> print(s) # первый объект не изменился227Hello, World228>>>229```230231Однако 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/3.9/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`:232233```python234>>> from ctypes import *235>>> p = create_string_buffer(3) # создать буфер размером 3 байта, инициализированный нулевыми байтами236>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))2373 b'\x00\x00\x00'238>>> p = create_string_buffer(b"Hello") # создать буфер, содержащий строку, завершающуюся нулевым байтом239>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))2406 b'Hello\x00'241>>> print(repr(p.value))242b'Hello'243>>> p = create_string_buffer(b"Hello", 10) # создать буфер на 10 байт244>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))24510 b'Hello\x00\x00\x00\x00\x00'246>>> p.value = b"Hi"247>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))24810 b'Hi\x00lo\x00\x00\x00\x00\x00'249>>>250```251252Функция [`create_string_buffer()`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.create_unicode_buffer).253254### Вызов функций, продолжение255256Обратите внимание: printf выводит в реальный стандартный поток вывода, *а не* в [`sys.stdout`](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#sys.stdout), поэтому эти примеры будут работать только в консоли, а не из *IDLE* или *PythonWin*:257258```python259>>> printf = libc.printf260>>> printf(b"Hello, %s\n", b"World!")261Hello, World!26214263>>> printf(b"Hello, %S\n", "World!")264Hello, World!26514266>>> printf(b"%d bottles of beer\n", 42)26742 bottles of beer26819269>>> printf(b"%f bottles of beer\n", 42.5)270Traceback (most recent call last):271 File "<stdin>", line 1, in <module>272ArgumentError: argument 2: exceptions.TypeError: Don't know how to convert parameter 2273>>>274```275276Как уже упоминалось, все типы Python, кроме целых чисел, строк и объектов bytes, должны быть обёрнуты в соответствующий тип [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes), чтобы их можно было преобразовать в требуемый тип данных C:277278```python279>>> printf(b"An int %d, a double %f\n", 1234, c_double(3.14))280An int 1234, a double 3.14000028131282>>>283```284285### Вызов функций с собственными пользовательскими типами данных286287Также можно настроить преобразование аргументов [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes), чтобы экземпляры собственных классов можно было использовать в качестве аргументов функций. [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) ищет атрибут `_as_parameter_` и использует его как аргумент функции. Разумеется, это должно быть целое число, строка или bytes:288289```python290>>> class Bottles:291... def __init__(self, number):292... self._as_parameter_ = number293...294>>> bottles = Bottles(42)295>>> printf(b"%d bottles of beer\n", bottles)29642 bottles of beer29719298>>>299```300301Если не нужно хранить данные экземпляра в переменной экземпляра `_as_parameter_`, можно определить [`property`](https://python-all.ru/3.9/library/functions.html#property), который делает атрибут доступным по запросу.302303### Указание требуемых типов аргументов (прототипы функций)304305Можно указать требуемые типы аргументов функций, экспортируемых из DLL, задав атрибут `argtypes`.306307`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):308309```python310>>> printf.argtypes = [c_char_p, c_char_p, c_int, c_double]311>>> printf(b"String '%s', Int %d, Double %f\n", b"Hi", 10, 2.2)312String 'Hi', Int 10, Double 2.20000031337314>>>315```316317Указание формата защищает от несовместимых типов аргументов (как прототип для функции C) и пытается преобразовать аргументы в допустимые типы:318319```python320>>> printf(b"%d %d %d", 1, 2, 3)321Traceback (most recent call last):322 File "<stdin>", line 1, in <module>323ArgumentError: argument 2: exceptions.TypeError: wrong type324>>> printf(b"%s %d %f\n", b"X", 2, 3)325X 2 3.00000032613327>>>328```329330Если 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/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) или объектом с атрибутом `_as_parameter_`.331332### Типы возвращаемых значений333334По умолчанию считается, что функции возвращают тип C `int`. Другие возвращаемые типы можно указать, задав атрибут `restype` объекта функции.335336Вот более сложный пример: используется функция `strchr`, которая ожидает указатель на строку и char, а возвращает указатель на строку:337338```python339>>> strchr = libc.strchr340>>> strchr(b"abcdef", ord("d")) 3418059983342>>> strchr.restype = c_char_p # c_char_p – указатель на строку343>>> strchr(b"abcdef", ord("d"))344b'def'345>>> print(strchr(b"abcdef", ord("x")))346None347>>>348```349350Чтобы избежать вызовов `ord("x")` выше, можно задать атрибут `argtypes`, и второй аргумент будет преобразован из одного символа объекта bytes Python в C char:351352```python353>>> strchr.restype = c_char_p354>>> strchr.argtypes = [c_char_p, c_char]355>>> strchr(b"abcdef", b"d")356'def'357>>> strchr(b"abcdef", b"def")358Traceback (most recent call last):359 File "<stdin>", line 1, in <module>360ArgumentError: argument 2: exceptions.TypeError: one character string expected361>>> print(strchr(b"abcdef", b"x"))362None363>>> strchr(b"abcdef", b"d")364'def'365>>>366```367368В 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:369370```python371>>> GetModuleHandle = windll.kernel32.GetModuleHandleA 372>>> def ValidHandle(value):373... if value == 0:374... raise WinError()375... return value376...377>>>378>>> GetModuleHandle.restype = ValidHandle 379>>> GetModuleHandle(None) 380486539264381>>> GetModuleHandle("something silly") 382Traceback (most recent call last):383 File "<stdin>", line 1, in <module>384 File "<stdin>", line 3, in ValidHandle385OSError: [Errno 126] The specified module could not be found.386>>>387```388389`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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.GetLastError) для его получения.390391Обратите внимание, что гораздо более мощный механизм проверки ошибок доступен\\nчерез атрибут `errcheck`; подробнее см. в справочном руководстве.392393### Передача указателей (или: передача параметров по ссылке)394395Иногда 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*.396397[`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) экспортирует функцию [`byref()`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.pointer), хотя [`pointer()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.pointer) выполняет гораздо больше работы, так как создает реальный объект указателя, поэтому использовать [`byref()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.byref) быстрее, если не нужен объект указателя в самом Python:398399```python400>>> i = c_int()401>>> f = c_float()402>>> s = create_string_buffer(b'\000' * 32)403>>> print(i.value, f.value, repr(s.value))4040 0.0 b''405>>> libc.sscanf(b"1 3.14 Hello", b"%d %f %s",406... byref(i), byref(f), s)4073408>>> print(i.value, f.value, repr(s.value))4091 3.1400001049 b'Hello'410>>>411```412413### Структуры и объединения414415Структуры и объединения должны наследоваться от базовых классов [`Structure`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure) и [`Union`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Union), которые определены в модуле [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes). Каждый подкласс должен определить атрибут `_fields_`. `_fields_` должен быть списком *2-кортежей*, содержащих *имя поля* и *тип поля*.416417Тип поля должен быть типом [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes), таким как [`c_int`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_int), или любым другим производным типом [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes): структура, объединение, массив, указатель.418419Вот простой пример структуры POINT, которая содержит два целых числа с именами *x* и *y*, а также показывает, как инициализировать структуру в конструкторе:420421```python422>>> from ctypes import *423>>> class POINT(Structure):424... _fields_ = [("x", c_int),425... ("y", c_int)]426...427>>> point = POINT(10, 20)428>>> print(point.x, point.y)42910 20430>>> point = POINT(y=5)431>>> print(point.x, point.y)4320 5433>>> POINT(1, 2, 3)434Traceback (most recent call last):435 File "<stdin>", line 1, in <module>436TypeError: too many initializers437>>>438```439440Однако можно создавать гораздо более сложные структуры. Структура может сама содержать другие структуры, используя структуру в качестве типа поля.441442Вот структура RECT, которая содержит две точки с именами *upperleft* и *lowerright*:443444```python445>>> class RECT(Structure):446... _fields_ = [("upperleft", POINT),447... ("lowerright", POINT)]448...449>>> rc = RECT(point)450>>> print(rc.upperleft.x, rc.upperleft.y)4510 5452>>> print(rc.lowerright.x, rc.lowerright.y)4530 0454>>>455```456457Вложенные структуры также можно инициализировать в конструкторе несколькими способами:458459```python460>>> r = RECT(POINT(1, 2), POINT(3, 4))461>>> r = RECT((1, 2), (3, 4))462```463464полей [descriptor](https://python-all.ru/3.9/glossary.html#term-descriptor) можно получить из *класса*; они полезны для отладки, так как предоставляют полезную информацию:465466```python467>>> print(POINT.x)468<Field type=c_long, ofs=0, size=4>469>>> print(POINT.y)470<Field type=c_long, ofs=4, size=4>471>>>472```473474> **Предупреждение**475>476> [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/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.477478### Выравнивание структур/объединений и порядок байтов479480По 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.481482[`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.BigEndianStructure), [`LittleEndianStructure`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.LittleEndianStructure), `BigEndianUnion` и `LittleEndianUnion`. Эти классы не могут содержать поля-указатели.483484### Битовые поля в структурах и объединениях485486Можно создавать структуры и объединения, содержащие битовые поля. Битовые поля возможны только для целочисленных полей, ширина бита задается третьим элементом в кортежах `_fields_`:487488```python489>>> class Int(Structure):490... _fields_ = [("first_16", c_int, 16),491... ("second_16", c_int, 16)]492...493>>> print(Int.first_16)494<Field type=c_long, ofs=0:0, bits=16>495>>> print(Int.second_16)496<Field type=c_long, ofs=0:16, bits=16>497>>>498```499500### Массивы501502Массивы – это последовательности, содержащие фиксированное количество экземпляров одного типа.503504Рекомендуемый способ создания типов массивов – умножение типа данных на положительное целое число:505506```python507TenPointsArrayType = POINT * 10508```509510Вот пример несколько искусственного типа данных – структуры, содержащей 4 точки среди прочего:511512```python513>>> from ctypes import *514>>> class POINT(Structure):515... _fields_ = ("x", c_int), ("y", c_int)516...517>>> class MyStruct(Structure):518... _fields_ = [("a", c_int),519... ("b", c_float),520... ("point_array", POINT * 4)]521>>>522>>> print(len(MyStruct().point_array))5234524>>>525```526527Экземпляры создаются обычным способом – вызовом класса:528529```python530arr = TenPointsArrayType()531for pt in arr:532 print(pt.x, pt.y)533```534535Приведенный выше код выводит серию строк `0 0`, потому что содержимое массива инициализируется нулями.536537Можно также указать инициализаторы правильного типа:538539```python540>>> from ctypes import *541>>> TenIntegers = c_int * 10542>>> ii = TenIntegers(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)543>>> print(ii)544<c_long_Array_10 object at 0x...>545>>> for i in ii: print(i, end=" ")546...5471 2 3 4 5 6 7 8 9 10548>>>549```550551### Указатели552553Экземпляры указателей создаются вызовом функции [`pointer()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.pointer) для типа [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes):554555```python556>>> from ctypes import *557>>> i = c_int(42)558>>> pi = pointer(i)559>>>560```561562Экземпляры указателей имеют атрибут [`contents`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes._Pointer.contents), который возвращает объект, на который указывает указатель, – объект `i` выше:563564```python565>>> pi.contents566c_long(42)567>>>568```569570Обратите внимание, что [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) не поддерживает OOR (возврат исходного объекта); он создает новый, эквивалентный объект каждый раз при получении атрибута:571572```python573>>> pi.contents is i574False575>>> pi.contents is pi.contents576False577>>>578```579580Присваивание другого экземпляра [`c_int`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_int) атрибуту contents указателя заставит указатель указывать на область памяти, где этот экземпляр хранится:581582```python583>>> i = c_int(99)584>>> pi.contents = i585>>> pi.contents586c_long(99)587>>>588```589590Экземпляры указателей также можно индексировать целыми числами:591592```python593>>> pi[0]59499595>>>596```597598Присваивание целочисленному индексу изменяет значение, на которое указывает указатель:599600```python601>>> print(i)602c_long(99)603>>> pi[0] = 22604>>> print(i)605c_long(22)606>>>607```608609It 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.610611Под капотом функция [`pointer()`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.POINTER), которая принимает любой тип [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) и возвращает новый тип:612613```python614>>> PI = POINTER(c_int)615>>> PI616<class 'ctypes.LP_c_long'>617>>> PI(42)618Traceback (most recent call last):619 File "<stdin>", line 1, in <module>620TypeError: expected c_long instead of int621>>> PI(c_int(42))622<ctypes.LP_c_long object at 0x...>623>>>624```625626Вызов типа указателя без аргументов создаёт нулевой указатель `NULL`. Нулевые указатели `NULL` имеют `False` ложное булево значение:627628```python629>>> null_ptr = POINTER(c_int)()630>>> print(bool(null_ptr))631False632>>>633```634635[`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) проверяет на `NULL` при разыменовании указателей (но разыменование недействительных не-`NULL` указателей приведёт к аварийному завершению Python):636637```python638>>> null_ptr[0]639Traceback (most recent call last):640 ....641ValueError: NULL pointer access642>>>643644>>> null_ptr[0] = 1234645Traceback (most recent call last):646 ....647ValueError: NULL pointer access648>>>649```650651### Преобразования типов652653Обычно 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:654655```python656>>> class Bar(Structure):657... _fields_ = [("count", c_int), ("values", POINTER(c_int))]658...659>>> bar = Bar()660>>> bar.values = (c_int * 3)(1, 2, 3)661>>> bar.count = 3662>>> for i in range(bar.count):663... print(bar.values[i])664...665166626673668>>>669```670671Кроме 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.byref).672673Чтобы установить поле типа POINTER в `NULL`, можно присвоить `None`:674675```python676>>> bar.values = None677>>>678```679680Иногда встречаются экземпляры несовместимых типов. В C можно привести один тип к другому. [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) предоставляет функцию [`cast()`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_int) для своего поля `values`, но не экземпляры других типов:681682```python683>>> bar.values = (c_byte * 4)()684Traceback (most recent call last):685 File "<stdin>", line 1, in <module>686TypeError: incompatible types, c_byte_Array_4 instance instead of LP_c_long instance687>>>688```689690Для таких случаев удобна функция [`cast()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.cast).691692Функцию [`cast()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.cast) можно использовать для приведения экземпляра ctypes к указателю на другой тип данных ctypes. [`cast()`](https://python-all.ru/3.9/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:693694```python695>>> a = (c_byte * 4)()696>>> cast(a, POINTER(c_int))697<ctypes.LP_c_long object at ...>698>>>699```700701Таким образом, [`cast()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.cast) можно использовать для присваивания полю `values` структуры `Bar`:702703```python704>>> bar = Bar()705>>> bar.values = cast((c_byte * 4)(), POINTER(c_int))706>>> print(bar.values[0])7070708>>>709```710711### Неполные типы712713*Неполные типы* – это структуры, объединения или массивы, члены которых ещё не определены. В C они задаются опережающими объявлениями, которые определяются позже:714715```python716struct cell; /* forward declaration */717718struct cell {719 char *name;720 struct cell *next;721};722```723724Прямой перевод в код ctypes выглядел бы так, но это не работает:725726```python727>>> class cell(Structure):728... _fields_ = [("name", c_char_p),729... ("next", POINTER(cell))]730...731Traceback (most recent call last):732 File "<stdin>", line 1, in <module>733 File "<stdin>", line 2, in cell734NameError: name 'cell' is not defined735>>>736```737738поскольку новый `class cell` недоступен в самом определении класса.\\nВ [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) мы можем определить класс `cell` и установить атрибут `_fields_`\\nпозже, после определения класса:739740```python741>>> from ctypes import *742>>> class cell(Structure):743... pass744...745>>> cell._fields_ = [("name", c_char_p),746... ("next", POINTER(cell))]747>>>748```749750Попробуем. Создадим два экземпляра `cell`, заставим их указывать друг на друга и, наконец, пройдём по цепочке указателей несколько раз:751752```python753>>> c1 = cell()754>>> c1.name = b"foo"755>>> c2 = cell()756>>> c2.name = b"bar"757>>> c1.next = pointer(c2)758>>> c2.next = pointer(c1)759>>> p = c1760>>> for i in range(8):761... print(p.name, end=" ")762... p = p.next[0]763...764foo bar foo bar foo bar foo bar765>>>766```767768### Функции обратного вызова769770[`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) позволяет создавать указатели на вызываемые функции C из вызываемых объектов Python. Их иногда называют *функциями обратного вызова*.771772Сначала 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.773774Фабричная функция [`CFUNCTYPE()`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.WINFUNCTYPE) создаёт типы для функций обратного вызова, используя соглашение о вызове `stdcall`.775776Обе эти фабричные функции вызываются с типом результата в качестве первого аргумента, а ожидаемые типы аргументов функции обратного вызова передаются как остальные аргументы.777778В 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:779780```python781>>> IntArray5 = c_int * 5782>>> ia = IntArray5(5, 1, 7, 33, 99)783>>> qsort = libc.qsort784>>> qsort.restype = None785>>>786```787788`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.789790Итак, наша функция обратного вызова получает указатели на целые числа и должна вернуть целое число. Сначала создаётся `type` для функции обратного вызова:791792```python793>>> CMPFUNC = CFUNCTYPE(c_int, POINTER(c_int), POINTER(c_int))794>>>795```796797Для начала приведём простую функцию обратного вызова, которая выводит передаваемые ей значения:798799```python800>>> def py_cmp_func(a, b):801... print("py_cmp_func", a[0], b[0])802... return 0803...804>>> cmp_func = CMPFUNC(py_cmp_func)805>>>806```807808```python809>>> qsort(ia, len(ia), sizeof(c_int), cmp_func) 810py_cmp_func 5 1811py_cmp_func 33 99812py_cmp_func 7 33813py_cmp_func 5 7814py_cmp_func 1 7815>>>816```817818Теперь можно по-настоящему сравнить два элемента и вернуть полезный результат:819820```python821>>> def py_cmp_func(a, b):822... print("py_cmp_func", a[0], b[0])823... return a[0] - b[0]824...825>>>826>>> qsort(ia, len(ia), sizeof(c_int), CMPFUNC(py_cmp_func)) 827py_cmp_func 5 1828py_cmp_func 33 99829py_cmp_func 7 33830py_cmp_func 1 7831py_cmp_func 5 7832>>>833```834835Как легко проверить, наш массив теперь отсортирован:836837```python838>>> for i in ia: print(i, end=" ")839...8401 5 7 33 99841>>>842```843844Фабрики функций могут использоваться как фабрики декораторов, так что можно просто написать:845846```python847>>> @CFUNCTYPE(c_int, POINTER(c_int), POINTER(c_int))848... def py_cmp_func(a, b):849... print("py_cmp_func", a[0], b[0])850... return a[0] - b[0]851...852>>> qsort(ia, len(ia), sizeof(c_int), py_cmp_func)853py_cmp_func 5 1854py_cmp_func 33 99855py_cmp_func 7 33856py_cmp_func 1 7857py_cmp_func 5 7858>>>859```860861> **Примечание**862>863> Необходимо сохранять ссылки на объекты [`CFUNCTYPE()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.CFUNCTYPE), пока они используются из кода на C. [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/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.864>865> 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/3.9/library/threading.html#threading.local), *не* будут сохраняться между разными колбэками, даже если эти вызовы производятся из одного и того же потока C.866867### Доступ к значениям, экспортируемым из DLL868869Некоторые разделяемые библиотеки экспортируют не только функции, но и переменные.\\nПримером в самой библиотеке Python является [`Py_OptimizeFlag`](https://python-all.ru/3.9/c-api/init.html#c.Py_OptimizeFlag) – целое число,\\nравное 0, 1 или 2 в зависимости от флага [`-O`](https://python-all.ru/3.9/using/cmdline.html#cmdoption-o) или [`-OO`](https://python-all.ru/3.9/using/cmdline.html#cmdoption-oo),\\nзаданного при запуске.870871[`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/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:872873```python874>>> opt_flag = c_int.in_dll(pythonapi, "Py_OptimizeFlag")875>>> print(opt_flag)876c_long(0)877>>>878```879880Если бы интерпретатор был запущен с [`-O`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/using/cmdline.html#cmdoption-oo).881882Расширенный пример, также демонстрирующий использование указателей, обращается к указателю [`PyImport_FrozenModules`](https://python-all.ru/3.9/c-api/import.html#c.PyImport_FrozenModules), экспортируемому Python.883884Цитируя документацию для этого значения:885886> Этот указатель инициализируется так, чтобы указывать на массив записей `struct _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.887888Таким 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/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes):889890```python891>>> from ctypes import *892>>>893>>> class struct_frozen(Structure):894... _fields_ = [("name", c_char_p),895... ("code", POINTER(c_ubyte)),896... ("size", c_int)]897...898>>>899```900901Мы определили тип данных `struct _frozen`, поэтому можем получить указатель на таблицу:902903```python904>>> FrozenTable = POINTER(struct_frozen)905>>> table = FrozenTable.in_dll(pythonapi, "PyImport_FrozenModules")906>>>907```908909Поскольку `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`:910911```python912>>> for item in table:913... if item.name is None:914... break915... print(item.name.decode("ascii"), item.size)916...917_frozen_importlib 31764918_frozen_importlib_external 41499919__hello__ 161920__phello__ -161921__phello__.spam 161922>>>923```924925Тот 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__`.926927### Неожиданности928929В [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) есть некоторые пограничные случаи, где можно ожидать чего-то иного, чем происходит на самом деле.930931Рассмотрим следующий пример:932933```python934>>> from ctypes import *935>>> class POINT(Structure):936... _fields_ = ("x", c_int), ("y", c_int)937...938>>> class RECT(Structure):939... _fields_ = ("a", POINT), ("b", POINT)940...941>>> p1 = POINT(1, 2)942>>> p2 = POINT(3, 4)943>>> rc = RECT(p1, p2)944>>> print(rc.a.x, rc.a.y, rc.b.x, rc.b.y)9451 2 3 4946>>> # теперь поменять точки местами947>>> rc.a, rc.b = rc.b, rc.a948>>> print(rc.a.x, rc.a.y, rc.b.x, rc.b.y)9493 4 3 4950>>>951```952953Хм. 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:954955```python956>>> temp0, temp1 = rc.b, rc.a957>>> rc.a = temp0958>>> rc.b = temp1959>>>960```961962Обратите 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.963964Имейте в виду, что получение подобъектов из Structure, Unions и Arrays не *копирует* подобъект, а возвращает объект-обертку, обращающийся к базовому буферу корневого объекта.965966Другой пример, который может вести себя иначе, чем ожидается:967968```python969>>> s = c_char_p()970>>> s.value = b"abc def ghi"971>>> s.value972b'abc def ghi'973>>> s.value is s.value974False975>>>976```977978> **Примечание**979>980> Объекты, созданные из [`c_char_p`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p), могут иметь значение только в виде байтов или целых чисел.981982Почему выводится `False`? Экземпляры ctypes – это объекты, содержащие блок памяти и несколько [дескрипторов](https://python-all.ru/3.9/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!983984### Типы данных переменного размера985986[`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) предоставляет некоторую поддержку массивов и структур переменного размера.987988Функция [`resize()`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/exceptions.html#ValueError):989990```python991>>> short_array = (c_short * 4)()992>>> print(sizeof(short_array))9938994>>> resize(short_array, 4)995Traceback (most recent call last):996 ...997ValueError: minimum size is 8998>>> resize(short_array, 32)999>>> sizeof(short_array)1000321001>>> sizeof(type(short_array))100281003>>>1004```10051006Это 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:10071008```python1009>>> short_array[:]1010[0, 0, 0, 0]1011>>> short_array[7]1012Traceback (most recent call last):1013 ...1014IndexError: invalid index1015>>>1016```10171018Другой способ использования типов данных переменного размера с [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/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.10191020## Справочник по ctypes10211022### Поиск разделяемых библиотек10231024При программировании на компилируемом языке к разделяемым библиотекам обращаются при компиляции/компоновке программы и при ее запуске.10251026Назначение 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.10271028Модуль `ctypes.util` предоставляет функцию, которая может помочь определить загружаемую библиотеку.10291030#### `ctypes.util.find_library(name)`10311032Пытается 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`.10331034Точное поведение зависит от системы.10351036В Linux `find_library()` пытается запустить внешние программы (`/sbin/ldconfig`, `gcc`, `objdump` и `ld`) для поиска файла библиотеки. Он возвращает имя файла библиотеки.10371038Изменено в версии 3.6: В Linux значение переменной окружения `LD_LIBRARY_PATH` используется при поиске библиотек, если библиотеку не удаётся найти другими способами.10391040Вот несколько примеров:10411042```python1043>>> from ctypes.util import find_library1044>>> find_library("m")1045'libm.so.6'1046>>> find_library("c")1047'libc.so.6'1048>>> find_library("bz2")1049'libbz2.so.1.0'1050>>>1051```10521053В macOS `find_library()` пробует несколько предопределённых схем именования и путей для поиска библиотеки, и при успехе возвращает полный путь:10541055```python1056>>> from ctypes.util import find_library1057>>> find_library("c")1058'/usr/lib/libc.dylib'1059>>> find_library("m")1060'/usr/lib/libm.dylib'1061>>> find_library("bz2")1062'/usr/lib/libbz2.dylib'1063>>> find_library("AGL")1064'/System/Library/Frameworks/AGL.framework/AGL'1065>>>1066```10671068В 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`.10691070При обёртывании динамической библиотеки с помощью [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/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.10711072### Загрузка динамических библиотек10731074Существует несколько способов загрузить разделяемые библиотеки в процесс Python. Один из способов – создать экземпляр одного из следующих классов:10751076#### `class ctypes.CDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None, use_errno=False, use_last_error=False, winmode=None)`10771078Экземпляры этого класса представляют загруженные разделяемые библиотеки. Функции в этих библиотеках используют стандартное соглашение о вызовах C и, как предполагается, возвращают `int`.10791080В Windows создание экземпляра [`CDLL`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/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.10811082> **См. также**1083>1084> [Инструмент Microsoft DUMPBIN](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html) – инструмент для поиска зависимостей DLL.10851086#### `class ctypes.OleDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None, use_errno=False, use_last_error=False, winmode=None)`10871088Только 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.HRESULT). Значения [`HRESULT`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/exceptions.html#OSError).10891090Изменено в версии 3.3: [`WindowsError`](https://python-all.ru/3.9/library/exceptions.html#WindowsError) ранее возбуждалось.10911092#### `class ctypes.WinDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None, use_errno=False, use_last_error=False, winmode=None)`10931094Только для Windows: экземпляры этого класса представляют загруженные разделяемые библиотеки, функции в этих библиотеках используют соглашение о вызовах `stdcall` и, по умолчанию, считаются возвращающими `int`.10951096Глобальная блокировка интерпретатора Python [global interpreter lock](https://python-all.ru/3.9/glossary.html#term-global-interpreter-lock) освобождается перед вызовом любой функции, экспортируемой этими библиотеками, и снова захватывается после вызова.10971098#### `class ctypes.PyDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None)`10991100Экземпляры этого класса ведут себя как экземпляры [`CDLL`](https://python-all.ru/3.9/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.11011102Таким образом, это полезно только для прямого вызова функций Python C API.11031104Все 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`.11051106Параметр *mode* можно использовать для указания способа загрузки библиотеки. За подробностями обратитесь к man-странице *[dlopen(3)](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html)*. В Windows *mode* игнорируется. В системах POSIX всегда добавляется RTLD\_NOW, и это не настраивается.11071108Параметр *use\_errno*, если установлен в true, включает механизм ctypes, позволяющий безопасно получать системный номер ошибки [`errno`](https://python-all.ru/3.9/library/errno.html#module-errno). [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) хранит в локальной копии потока системную переменную [`errno`](https://python-all.ru/3.9/library/errno.html#module-errno); если вызвать внешнюю функцию, созданную с `use_errno=True`, то значение [`errno`](https://python-all.ru/3.9/library/errno.html#module-errno) перед вызовом функции заменяется на приватную копию ctypes, то же самое происходит сразу после вызова функции.11091110Функция [`ctypes.get_errno()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.get_errno) возвращает значение приватной копии ctypes, а функция [`ctypes.set_errno()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.set_errno) изменяет приватную копию ctypes на новое значение и возвращает предыдущее значение.11111112Параметр *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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.GetLastError) и `SetLastError()`; [`ctypes.get_last_error()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.get_last_error) и [`ctypes.set_last_error()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.set_last_error) используются для запроса и изменения приватной копии кода ошибки Windows в ctypes.11131114Параметр *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.11151116Изменено в версии 3.8: Добавлен параметр *winmode*.11171118#### `ctypes.RTLD_GLOBAL`11191120Флаг, используемый в качестве параметра *mode*. На платформах, где этот флаг недоступен, он определён как целочисленный ноль.11211122#### `ctypes.RTLD_LOCAL`11231124Флаг, используемый в качестве параметра *mode*. На платформах, где он недоступен, он совпадает с *RTLD\_GLOBAL*.11251126#### `ctypes.DEFAULT_MODE`11271128Режим по умолчанию, используемый для загрузки разделяемых библиотек. На OSX 10.3 это *RTLD\_GLOBAL*, в противном случае он совпадает с *RTLD\_LOCAL*.11291130Экземпляры 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:11311132```python1133>>> from ctypes import CDLL1134>>> libc = CDLL("libc.so.6") # В Linux1135>>> libc.time == libc.time1136True1137>>> libc['time'] == libc['time']1138False1139```11401141Доступны следующие открытые атрибуты, их имена начинаются с подчёркивания, чтобы не конфликтовать с именами экспортируемых функций:11421143#### `PyDLL._handle`11441145Системный дескриптор, используемый для доступа к библиотеке.11461147#### `PyDLL._name`11481149Имя библиотеки, переданное в конструктор.11501151Разделяемые библиотеки также можно загружать, используя один из готовых объектов,\\nкоторые являются экземплярами класса [`LibraryLoader`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.LibraryLoader), либо вызвав метод\\n`LoadLibrary()`, либо обратившись к библиотеке как к атрибуту экземпляра загрузчика.11521153#### `class ctypes.LibraryLoader(dlltype)`11541155Класс, который загружает разделяемые библиотеки. *dlltype* должен быть одним из типов [`CDLL`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.CDLL), [`PyDLL`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.PyDLL), [`WinDLL`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.WinDLL) или [`OleDLL`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.OleDLL).11561157[`__getattr__()`](https://python-all.ru/3.9/reference/datamodel.html#object.__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.11581159#### `LoadLibrary(name)`11601161Загружает разделяемую библиотеку в процесс и возвращает её. Этот метод всегда возвращает новый экземпляр библиотеки.11621163Доступны следующие готовые загрузчики библиотек:11641165#### `ctypes.cdll`11661167Создаёт экземпляры [`CDLL`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.CDLL).11681169#### `ctypes.windll`11701171Только для Windows: создаёт экземпляры [`WinDLL`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.WinDLL).11721173#### `ctypes.oledll`11741175Только для Windows: создаёт экземпляры [`OleDLL`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.OleDLL).11761177#### `ctypes.pydll`11781179Создаёт экземпляры [`PyDLL`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.PyDLL).11801181Для прямого доступа к C Python API доступен готовый к использованию объект общей библиотеки Python:11821183#### `ctypes.pythonapi`11841185Экземпляр [`PyDLL`](https://python-all.ru/3.9/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`.11861187Загрузка библиотеки через любой из этих объектов вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.dlopen` со строковым аргументом `name` – именем, используемым для загрузки библиотеки.11881189Доступ к функции загруженной библиотеки вызывает событие аудита `ctypes.dlsym` с аргументами `library` (объект библиотеки) и `name` (имя символа в виде строки или целого числа).11901191В 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`.11921193### Внешние функции11941195Как 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:11961197#### `class ctypes._FuncPtr`11981199Базовый класс для внешних функций, вызываемых из C.12001201Экземпляры внешних функций также являются C-совместимыми типами данных; они представляют указатели на функции C.12021203Это поведение можно настроить, присвоив значения специальным атрибутам объекта внешней функции.12041205#### `restype`12061207Назначьте тип ctypes для указания типа результата внешней функции.\\nИспользуйте `None` для `void` (функции, ничего не возвращающей).12081209Можно 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes._FuncPtr.restype) и назначьте вызываемый объект атрибуту [`errcheck`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes._FuncPtr.errcheck).12101211#### `argtypes`12121213Назначьте 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.12141215При вызове внешней функции каждый фактический аргумент передаётся методу класса `from_param()` элементов кортежа [`argtypes`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p) в кортеже [`argtypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes._FuncPtr.argtypes) преобразует строку, переданную в качестве аргумента, в объект bytes, используя правила преобразования ctypes.12161217Новое: 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.12181219#### `errcheck`12201221Этому атрибуту присваивается функция Python или другой вызываемый объект. Вызываемый объект будет вызван с тремя и более аргументами:12221223#### `callable(result, func, arguments)`12241225*result* – это то, что возвращает внешняя функция, как указано атрибутом `restype`.12261227*func* – это сам объект внешней функции; это позволяет повторно использовать один и тот же вызываемый объект для проверки или последующей обработки результатов нескольких функций.12281229*arguments* – это кортеж, содержащий параметры, переданные вызову функции; это позволяет специализировать поведение на основе используемых аргументов.12301231Объект, 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.12321233#### `exception ctypes.ArgumentError`12341235Это исключение возникает, когда вызов внешней функции не может преобразовать один из переданных аргументов.12361237В 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.12381239Некоторые способы вызова внешних функций могут порождать событие аудита `ctypes.call_function` с аргументами `function pointer` и `arguments`.12401241### Прототипы функций12421243Внешние 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes-callback-functions).12441245#### `ctypes.CFUNCTYPE(restype, *argtypes, use_errno=False, use_last_error=False)`12461247Созданный 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/3.9/library/errno.html#module-errno) ctypes обменивается с реальным значением [`errno`](https://python-all.ru/3.9/library/errno.html#module-errno) до и после вызова; *use\_last\_error* делает то же самое для кода ошибки Windows.12481249#### `ctypes.WINFUNCTYPE(restype, *argtypes, use_errno=False, use_last_error=False)`12501251Только 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.12521253#### `ctypes.PYFUNCTYPE(restype, *argtypes)`12541255Созданный прототип функции создаёт функции, использующие соглашение о вызове Python. Функция *не* освобождает GIL во время вызова.12561257Прототипы функций, созданные этими фабричными функциями, могут быть созданы различными способами, в зависимости от типа и количества параметров в вызове:12581259> #### `prototype(address)`1260>1261> Возвращает внешнюю функцию по указанному адресу, который должен быть целым числом.1262>1263> #### `prototype(callable)`1264>1265> Создаёт вызываемую функцию C (функцию обратного вызова) из *вызываемого объекта* Python.1266>1267> #### `prototype(func_spec[, paramflags])`1268>1269> 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.1270>1271> #### `prototype(vtbl_index, name[, paramflags[, iid]])`1272>1273> 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.1274>1275> Методы COM используют специальное соглашение о вызове: в качестве первого аргумента требуется указатель на интерфейс COM, помимо тех параметров, которые указаны в кортеже `argtypes`.1276>1277> Необязательный параметр *paramflags* создаёт обёртки внешних функций с гораздо большей функциональностью, чем описано выше.1278>1279> *paramflags* должен быть кортежем той же длины, что и `argtypes`.1280>1281> Каждый элемент этого кортежа содержит дополнительную информацию о параметре; он должен быть кортежем, содержащим один, два или три элемента.1282>1283> Первый элемент – целое число, содержащее комбинацию флагов направления для параметра:1284>1285> > **1**1286> >1287> > Задаёт входной параметр функции.1288> >1289> > **2**1290> >1291> > Выходной параметр. Внешняя функция заполняет значение.1292> >1293> > **4**1294> >1295> > Входной параметр, по умолчанию равный нулю.1296>1297> Необязательный второй элемент – имя параметра в виде строки. Если он указан, внешнюю функцию можно вызывать с именованными параметрами.1298>1299> Необязательный третий элемент – значение по умолчанию для этого параметра.13001301Этот 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:13021303```python1304WINUSERAPI int WINAPI1305MessageBoxW(1306 HWND hWnd,1307 LPCWSTR lpText,1308 LPCWSTR lpCaption,1309 UINT uType);1310```13111312Вот обёртка с помощью [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes):13131314```python1315>>> from ctypes import c_int, WINFUNCTYPE, windll1316>>> from ctypes.wintypes import HWND, LPCWSTR, UINT1317>>> prototype = WINFUNCTYPE(c_int, HWND, LPCWSTR, LPCWSTR, UINT)1318>>> paramflags = (1, "hwnd", 0), (1, "text", "Hi"), (1, "caption", "Hello from ctypes"), (1, "flags", 0)1319>>> MessageBox = prototype(("MessageBoxW", windll.user32), paramflags)1320```13211322Теперь внешнюю функцию `MessageBox` можно вызывать следующими способами:13231324```python1325>>> MessageBox()1326>>> MessageBox(text="Spam, spam, spam")1327>>> MessageBox(flags=2, text="foo bar")1328```13291330Второй пример демонстрирует выходные параметры. Функция win32 `GetWindowRect` получает размеры указанного окна, копируя их в структуру `RECT`, которую должен предоставить вызывающий. Вот объявление на C:13311332```python1333WINUSERAPI BOOL WINAPI1334GetWindowRect(1335 HWND hWnd,1336 LPRECT lpRect);1337```13381339Вот обёртка с помощью [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes):13401341```python1342>>> from ctypes import POINTER, WINFUNCTYPE, windll, WinError1343>>> from ctypes.wintypes import BOOL, HWND, RECT1344>>> prototype = WINFUNCTYPE(BOOL, HWND, POINTER(RECT))1345>>> paramflags = (1, "hwnd"), (2, "lprect")1346>>> GetWindowRect = prototype(("GetWindowRect", windll.user32), paramflags)1347>>>1348```13491350Функции 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.13511352Выходные 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:13531354```python1355>>> def errcheck(result, func, args):1356... if not result:1357... raise WinError()1358... return args1359...1360>>> GetWindowRect.errcheck = errcheck1361>>>1362```13631364Если функция `errcheck` возвращает полученный кортеж аргументов без изменений, [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/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:13651366```python1367>>> def errcheck(result, func, args):1368... if not result:1369... raise WinError()1370... rc = args[1]1371... return rc.left, rc.top, rc.bottom, rc.right1372...1373>>> GetWindowRect.errcheck = errcheck1374>>>1375```13761377### Вспомогательные функции13781379#### `ctypes.addressof(obj)`13801381Возвращает адрес буфера памяти в виде целого числа. *obj* должен быть экземпляром типа ctypes.13821383Вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.addressof` с аргументом `obj`.13841385#### `ctypes.alignment(obj_or_type)`13861387Возвращает требования к выравниванию для типа ctypes. *obj\_or\_type* должен быть типом ctypes или его экземпляром.13881389#### `ctypes.byref(obj[, offset])`13901391Возвращает 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.13921393`byref(obj, offset)` соответствует следующему коду на C:13941395```python1396(((char *)&obj) + offset)1397```13981399Возвращаемый объект можно использовать только как параметр вызова внешней функции. Он ведёт себя аналогично `pointer(obj)`, но создаётся гораздо быстрее.14001401#### `ctypes.cast(obj, type)`14021403Эта 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.14041405#### `ctypes.create_string_buffer(init_or_size, size=None)`14061407Эта функция создаёт изменяемый символьный буфер. Возвращаемый объект представляет собой массив ctypes из [`c_char`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_char).14081409*init\_or\_size* должен быть целым числом, задающим размер массива, или объектом bytes, который будет использоваться для инициализации элементов массива.14101411Если 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.14121413Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.create_string_buffer` с аргументами `init`, `size`.14141415#### `ctypes.create_unicode_buffer(init_or_size, size=None)`14161417Эта функция создаёт изменяемый буфер символов Unicode. Возвращаемый объект представляет собой массив ctypes из [`c_wchar`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_wchar).14181419*init\_or\_size* должен быть целым числом, задающим размер массива, или строкой, которая будет использоваться для инициализации элементов массива.14201421Если 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.14221423Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.create_unicode_buffer` с аргументами `init`, `size`.14241425#### `ctypes.DllCanUnloadNow()`14261427Только 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.14281429#### `ctypes.DllGetClassObject()`14301431Только 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`.14321433#### `ctypes.util.find_library(name)`14341435Пытается 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`.14361437Точное поведение зависит от системы.14381439#### `ctypes.util.find_msvcrt()`14401441Только для Windows: возвращает имя файла библиотеки времени выполнения VC, используемой Python и модулями расширения. Если имя библиотеки не удаётся определить, возвращается `None`.14421443Если необходимо освободить память, выделенную, например, модулем расширения с помощью вызова `free(void *)`, важно использовать функцию из той же библиотеки, которая выделила память.14441445#### `ctypes.FormatError([code])`14461447Только для Windows: возвращает текстовое описание кода ошибки *code*. Если код ошибки не указан, используется последний код ошибки, полученный вызовом функции Windows API GetLastError.14481449#### `ctypes.GetLastError()`14501451Только для Windows: Возвращает последний код ошибки, установленный Windows в вызывающем потоке. Эта функция вызывает непосредственно функцию Windows *GetLastError()*; она не возвращает внутреннюю для ctypes копию кода ошибки.14521453#### `ctypes.get_errno()`14541455Возвращает текущее значение приватной копии ctypes для системной переменной [`errno`](https://python-all.ru/3.9/library/errno.html#module-errno) в вызывающем потоке.14561457Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.get_errno` без аргументов.14581459#### `ctypes.get_last_error()`14601461Только для Windows: возвращает текущее значение приватной для ctypes копии системной переменной `LastError` в вызывающем потоке.14621463Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.get_last_error` без аргументов.14641465#### `ctypes.memmove(dst, src, count)`14661467Аналогична 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.14681469#### `ctypes.memset(dst, c, count)`14701471Аналогична 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.14721473#### `ctypes.POINTER(type)`14741475Эта 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.14761477#### `ctypes.pointer(obj)`14781479Эта функция создаёт новый экземпляр указателя, указывающий на *obj*. Возвращаемый\\nобъект имеет тип `POINTER(type(obj))`.14801481Примечание: Если требуется просто передать указатель на объект в вызов внешней функции, следует использовать `byref(obj)`, что намного быстрее.14821483#### `ctypes.resize(obj, size)`14841485Эта 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.14861487#### `ctypes.set_errno(value)`14881489Устанавливает текущее значение приватной копии ctypes для системной переменной [`errno`](https://python-all.ru/3.9/library/errno.html#module-errno) в вызывающем потоке в *value* и возвращает предыдущее значение.14901491Вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.set_errno` с аргументом `errno`.14921493#### `ctypes.set_last_error(value)`14941495Только для Windows: устанавливает текущее значение приватной для ctypes копии системной переменной `LastError` в вызывающем потоке в *value* и возвращает предыдущее значение.14961497Вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.set_last_error` с аргументом `error`.14981499#### `ctypes.sizeof(obj_or_type)`15001501Возвращает размер в байтах буфера памяти типа или экземпляра ctypes. Делает то же, что и оператор C `sizeof`.15021503#### `ctypes.string_at(address, size=-1)`15041505Эта 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.15061507Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.string_at` с аргументами `address`, `size`.15081509#### `ctypes.WinError(code=None, descr=None)`15101511Только 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.FormatError) для получения текстового описания ошибки.15121513Изменено в версии 3.3: Ранее создавался экземпляр [`WindowsError`](https://python-all.ru/3.9/library/exceptions.html#WindowsError).15141515#### `ctypes.wstring_at(address, size=-1)`15161517Эта 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.15181519Возбуждает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.wstring_at` с аргументами `address`, `size`.15201521### Типы данных15221523#### `class ctypes._CData`15241525Этот 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.addressof). Ещё одна переменная экземпляра доступна как [`_objects`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes._CData._objects); она содержит другие объекты Python, которые необходимо хранить в живых на случай, если блок памяти содержит указатели.15261527Общие методы типов данных ctypes, все они являются методами класса (если точнее, это методы [метакласса](https://python-all.ru/3.9/glossary.html#term-metaclass)):15281529#### `from_buffer(source[, offset])`15301531Этот 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/3.9/library/exceptions.html#ValueError).15321533Вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.cdata/buffer` с аргументами `pointer`, `size`, `offset`.15341535#### `from_buffer_copy(source[, offset])`15361537Этот 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/3.9/library/exceptions.html#ValueError).15381539Вызывает [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.cdata/buffer` с аргументами `pointer`, `size`, `offset`.15401541#### `from_address(address)`15421543Этот метод возвращает экземпляр типа ctypes, использующий память, указанную *address*, который должен быть целым числом.15441545Этот метод и другие методы, которые косвенно его вызывают, порождают [событие аудита](https://python-all.ru/3.9/library/sys.html#auditing) `ctypes.cdata` с аргументом `address`.15461547#### `from_param(obj)`15481549Этот 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.15501551Все 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.15521553#### `in_dll(library, name)`15541555Этот метод возвращает экземпляр типа ctypes, экспортируемый общей библиотекой. *name* – это имя символа, экспортирующего данные; *library* – загруженная общая библиотека.15561557Общие переменные экземпляра типов данных ctypes:15581559#### `_b_base_`15601561Иногда 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes._CData._b_base_) – это корневой объект ctypes, владеющий блоком памяти.15621563#### `_b_needsfree_`15641565Эта переменная только для чтения равна true, когда экземпляр данных ctypes сам выделил блок памяти, и false в противном случае.15661567#### `_objects`15681569Этот 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.15701571### Фундаментальные типы данных15721573#### `class ctypes._SimpleCData`15741575Этот 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes._SimpleCData) является подклассом [`_CData`](https://python-all.ru/3.9/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.15761577Экземпляры имеют один атрибут:15781579#### `value`15801581Этот 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.15821583При получении атрибута `value` из экземпляра ctypes обычно каждый раз возвращается новый объект. [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) *не* реализует возврат исходного объекта, всегда создаётся новый объект. То же самое верно для всех остальных экземпляров объектов ctypes.15841585Фундаментальные 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p), вы всегда получите объект Python bytes, *а не* экземпляр [`c_char_p`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_char_p).15861587Подклассы фундаментальных типов данных *не* наследуют это поведение. Так что если `restype` внешней функции является подклассом [`c_void_p`](https://python-all.ru/3.9/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`.15881589Вот фундаментальные типы данных ctypes:15901591#### `class ctypes.c_byte`15921593Представляет тип данных C `signed char` и интерпретирует значение как небольшое целое число. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.15941595#### `class ctypes.c_char`15961597Представляет тип данных C `char` и интерпретирует значение как одиночный символ. Конструктор принимает необязательный строковый инициализатор; длина строки должна быть ровно один символ.15981599#### `class ctypes.c_char_p`16001601Представляет 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.16021603#### `class ctypes.c_double`16041605Представляет тип данных C `double`. Конструктор принимает необязательный инициализатор с плавающей запятой.16061607#### `class ctypes.c_longdouble`16081609Представляет 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_double).16101611#### `class ctypes.c_float`16121613Представляет тип данных C `float`. Конструктор принимает необязательный инициализатор с плавающей запятой.16141615#### `class ctypes.c_int`16161617Представляет 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_long).16181619#### `class ctypes.c_int8`16201621Представляет 8-битный тип данных C `signed int`. Обычно является псевдонимом для [`c_byte`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_byte).16221623#### `class ctypes.c_int16`16241625Представляет 16-битный тип данных C `signed int`. Обычно является псевдонимом для [`c_short`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_short).16261627#### `class ctypes.c_int32`16281629Представляет 32-битный тип данных C `signed int`. Обычно является псевдонимом для [`c_int`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_int).16301631#### `class ctypes.c_int64`16321633Представляет 64-битный тип данных C `signed int`. Обычно является псевдонимом для [`c_longlong`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_longlong).16341635#### `class ctypes.c_long`16361637Представляет тип данных C `signed long`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16381639#### `class ctypes.c_longlong`16401641Представляет тип данных C `signed long long`. Конструктор принимает необязательный инициализатор целого числа; проверка переполнения не выполняется.16421643#### `class ctypes.c_short`16441645Представляет тип данных C `signed short`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16461647#### `class ctypes.c_size_t`16481649Представляет тип данных C `size_t`.16501651#### `class ctypes.c_ssize_t`16521653Представляет тип данных C `ssize_t`.16541655Новое в версии 3.2.16561657#### `class ctypes.c_ubyte`16581659Представляет тип данных C `unsigned char`, интерпретирует значение как небольшое целое число. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16601661#### `class ctypes.c_uint`16621663Представляет 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_ulong).16641665#### `class ctypes.c_uint8`16661667Представляет 8-битный тип данных C `unsigned int`. Обычно является псевдонимом для [`c_ubyte`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_ubyte).16681669#### `class ctypes.c_uint16`16701671Представляет 16-битный тип данных C `unsigned int`. Обычно является псевдонимом для [`c_ushort`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_ushort).16721673#### `class ctypes.c_uint32`16741675Представляет 32-битный тип данных C `unsigned int`. Обычно является псевдонимом для [`c_uint`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_uint).16761677#### `class ctypes.c_uint64`16781679Представляет 64-битный тип данных C `unsigned int`. Обычно является псевдонимом для [`c_ulonglong`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_ulonglong).16801681#### `class ctypes.c_ulong`16821683Представляет тип данных C `unsigned long`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16841685#### `class ctypes.c_ulonglong`16861687Представляет тип данных C `unsigned long long`. Конструктор принимает необязательный целочисленный инициализатор; проверка переполнения не выполняется.16881689#### `class ctypes.c_ushort`16901691Представляет тип данных C `unsigned short`. Конструктор принимает необязательный инициализатор целого числа; проверка переполнения не выполняется.16921693#### `class ctypes.c_void_p`16941695Представляет тип C `void *`. Значение представлено как целое число. Конструктор принимает необязательный инициализатор целого числа.16961697#### `class ctypes.c_wchar`16981699Представляет 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.17001701#### `class ctypes.c_wchar_p`17021703Представляет тип данных C `wchar_t *`, который должен быть указателем на широкую строку, завершающуюся нулевым символом. Конструктор принимает целочисленный адрес или строку.17041705#### `class ctypes.c_bool`17061707Представляет тип данных C `bool` (точнее, `_Bool` из C99). Его значение может быть `True` или `False`, а конструктор принимает любой объект, имеющий значение истинности.17081709#### `class ctypes.HRESULT`17101711Только Windows: Представляет значение `HRESULT`, содержащее информацию об успехе или ошибке вызова функции или метода.17121713#### `class ctypes.py_object`17141715Представляет тип данных C [`PyObject *`](https://python-all.ru/3.9/c-api/structures.html#c.PyObject). Вызов без аргумента создаёт указатель `NULL` [`PyObject *`](https://python-all.ru/3.9/c-api/structures.html#c.PyObject).17161717Модуль `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`.17181719### Структурированные типы данных17201721#### `class ctypes.Union(*args, **kw)`17221723Абстрактный базовый класс для объединений в собственном порядке байт.17241725#### `class ctypes.BigEndianStructure(*args, **kw)`17261727Абстрактный базовый класс для структур в *big endian* порядке байтов.17281729#### `class ctypes.LittleEndianStructure(*args, **kw)`17301731Абстрактный базовый класс для структур в *little endian* порядке байтов.17321733Структуры с нестандартным порядком байтов не могут содержать поля типа указателя или любые другие типы данных, содержащие поля типа указателя.17341735#### `class ctypes.Structure(*args, **kw)`17361737Абстрактный базовый класс для структур в *нативном* порядке байтов.17381739Конкретные типы структур и объединений должны создаваться путем наследования одного из этих типов и как минимум определять переменную класса [`_fields_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_). [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) создаст [дескриптор](https://python-all.ru/3.9/glossary.html#term-descriptor)ы, которые позволяют читать и записывать поля через прямой доступ к атрибутам. Это –17401741#### `_fields_`17421743Последовательность, 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.17441745Для полей целочисленного типа, таких как [`c_int`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.c_int), можно указать третий необязательный элемент. Он должен быть небольшим положительным целым числом, определяющим разрядность поля (битовую ширину).17461747Имена полей должны быть уникальными в пределах одной структуры или объединения. Это не проверяется, но при повторении имен доступно только одно поле.17481749Можно определить переменную класса [`_fields_`](https://python-all.ru/3.9/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:17501751```python1752class List(Structure):1753 pass1754List._fields_ = [("pnext", POINTER(List)),1755 ...1756 ]1757```17581759Однако переменная класса [`_fields_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_) должна быть определена до того, как tип будет впервые использован (создается экземпляр, вызывается [`sizeof()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.sizeof) для него и т.д.). Последующие присваивания переменной класса [`_fields_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_) будут вызывать AttributeError.17601761Можно определять подклассы второго уровня для типов структур; они наследуют поля базового класса, а также [`_fields_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_), определенный в подклассе второго уровня, если таковой есть.17621763#### `_pack_`17641765Необязательное небольшое целое число, позволяющее переопределить выравнивание полей структуры в экземпляре. [`_pack_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._pack_) должен быть уже определён к моменту присваивания [`_fields_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_), иначе это не будет иметь эффекта.17661767#### `_anonymous_`17681769Необязательная последовательность, перечисляющая имена безымянных (анонимных) полей. [`_anonymous_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._anonymous_) должен быть уже определён, когда присваивается [`_fields_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_), иначе это не будет иметь эффекта.17701771Поля, перечисленные в этой переменной, должны быть полями структурного или объединённого типа. [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#module-ctypes) создаёт дескрипторы в типе структуры, которые позволяют напрямую обращаться к вложенным полям без необходимости создания поля структуры или объединения.17721773Вот пример типа (Windows):17741775```python1776class _U(Union):1777 _fields_ = [("lptdesc", POINTER(TYPEDESC)),1778 ("lpadesc", POINTER(ARRAYDESC)),1779 ("hreftype", HREFTYPE)]17801781class TYPEDESC(Structure):1782 _anonymous_ = ("u",)1783 _fields_ = [("u", _U),1784 ("vt", VARTYPE)]1785```17861787Структура `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:17881789```python1790td = TYPEDESC()1791td.vt = VT_PTR1792td.lptdesc = POINTER(some_type)1793td.u.lptdesc = POINTER(some_type)1794```17951796Можно определять подклассы структур; они наследуют поля базового класса. Если в определении подкласса есть отдельная переменная [`_fields_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_), поля, указанные в ней, добавляются к полям базового класса.17971798Конструкторы 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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_). Именованные аргументы в конструкторе интерпретируются как присваивания атрибутов, поэтому они инициализируют [`_fields_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_) с тем же именем или создают новые атрибуты для имён, отсутствующих в [`_fields_`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Structure._fields_).17991800### Массивы и указатели18011802#### `class ctypes.Array(*args)`18031804Абстрактный базовый класс для массивов.18051806Рекомендуемый способ создания конкретных типов массивов – умножение любого [`ctypes`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Array._length_) и [`_type_`](https://python-all.ru/3.9/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/3.9/library/ctypes.html#ctypes.Array).18071808#### `_length_`18091810Положительное целое число, задающее количество элементов в массиве. Индексы вне диапазона приводят к [`IndexError`](https://python-all.ru/3.9/library/exceptions.html#IndexError). Будет возвращено [`len()`](https://python-all.ru/3.9/library/functions.html#len).18111812#### `_type_`18131814Задаёт тип каждого элемента в массиве.18151816Конструкторы подклассов массивов принимают позиционные аргументы, используемые для инициализации элементов по порядку.18171818#### `class ctypes._Pointer`18191820Приватный абстрактный базовый класс для указателей.18211822Конкретные типы указателей создаются вызовом [`POINTER()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.POINTER) с типом, на который будет указываться; это делается автоматически [`pointer()`](https://python-all.ru/3.9/library/ctypes.html#ctypes.pointer).18231824Если 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/3.9/library/functions.html#len) вызовет [`TypeError`](https://python-all.ru/3.9/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).18251826#### `_type_`18271828Задаёт тип, на который указывается.18291830#### `contents`18311832Возвращает объект, на который указывает указатель. Присваивание этому атрибуту изменяет указатель так, чтобы он указывал на присвоенный объект.1833