Python在Windows和在Linux下调用动态链接库的教程

讲解Python在Windows和Linux下调用动态链接库的教程。

什么是动态链接库？

动态链接库（Dynamic Link Library，简称DLL）是一种可重用的程序代码解决方案。在Windows操作系统中，大量的Windows API都是通过DLL的形式提供给应用程序的。Linux操作系统中，相类似的动态链接库则被称为共享对象（Shared Object，简称SO）。

为什么要使用动态链接库？

使用动态链接库有以下几个优点：

• 节约内存。不同的程序可能需要调用同一段代码，而动态链接库只需要被加载一次，就可以供多个程序使用。
• 维护方便。当需要更新某个函数或者修改某个bug时，只需要更新一份动态链接库，而不需要更新所有使用该函数的程序。
• 提高安全性。动态链接库的代码被封装在一个单独的文件中，不同的程序都只是调用而非拥有代码，有利于防止恶意程序篡改代码。

Python中调用动态链接库的方法

Windows

加载dll

在Windows平台上，调用动态链接库需要使用ctypes模块。下面是一个加载DLL并调用其中函数的例子：

import ctypes

# 加载dll
mylib = ctypes.windll.LoadLibrary('mylib.dll')

# 调用dll中的函数
result = mylib.add(1, 2)
print(result)

在上述代码中，我们首先用ctypes.windll.LoadLibrary()函数加载了名为mylib.dll的动态链接库，然后使用.add()方法计算了1+2的结果，并将其打印出来。

定义函数类型

有时候，需要通过ctypes定义函数类型才能够调用某些函数.比如下面的例子：

import ctypes

# 加载dll
mylib = ctypes.windll.LoadLibrary('mylib.dll')

# 定义函数类型
my_function = ctypes.WINFUNCTYPE(
    ctypes.c_int, ctypes.c_int, ctypes.c_int
)

# 获取dll中的函数
add = my_function(('add', mylib))

# 调用函数
result = add(1, 2)
print(result)

在上述代码中，我们使用ctypes.WINFUNCTYPE()函数定义了一个函数类型 my_function。该类型的参数为三个整型参数，返回值为整型。然后我们使用my_function()函数获取了dll中的add()函数，并在最后调用了该函数。

Linux

加载so

在Linux平台上，调用动态链接库也需要使用ctypes模块。和在Windows平台上类似，不同之处在于需要使用.LoadLibrary()函数加载共享对象（so）文件：

import ctypes

# 加载so
mylib = ctypes.cdll.LoadLibrary('mylib.so')

# 调用so中的函数
result = mylib.add(1, 2)
print(result)

在上述代码中，我们首先使用.cdll.LoadLibrary()函数加载了名为mylib.so的共享对象文件，然后使用.add()方法计算了1+2的结果，并将其打印出来。

定义函数类型

同样的，在Linux平台上也会有需要定义函数类型才能够调用某些函数的情况。下面是一个调用dlopen()函数的例子：

import ctypes

# 加载so
mylib = ctypes.cdll.LoadLibrary('mylib.so')

# 定义函数类型
my_function = ctypes.CFUNCTYPE(
    ctypes.c_int, ctypes.c_int, ctypes.c_int
)

# 获取so中的函数
add = my_function(('add', mylib))

# 调用函数
result = add(1, 2)
print(result)

在上述代码中，我们首先使用.cdll.LoadLibrary()函数加载了名为 mylib.so的共享对象文件。然后定义了函数类型my_function和获取了so中的 add()函数，最后调用了该函数。

示例

下面是两个示例，一个是调用Windows下的dll文件，另一个是调用Linux下的so文件。

Windows下的dll：

1. 首先，我们先在C语言中编写一个函数，在Visual Studio中编译成dll文件：

   c
__declspec(dllexport) int add(int a, int b) {
return a + b;
}

2. 保存为mylib.c文件，并将其编译成dll文件。打开Visual Studio，创建一个新的Win32 Console Application，在空白的main()函数中添加mylib.c文件中的代码，然后调用Build -> Build Solution编译产生dll文件。

3. 将产生的mylib.dll文件拷贝到Python解释器所在的文件夹中。然后在Python中加载dll，并调用其中函数：

   ```python
   import ctypes

   加载dll

   mylib = ctypes.windll.LoadLibrary('mylib.dll')

   调用dll中的函数

   result = mylib.add(1, 2)
   print(result)
   ```

Linux下的so：

1. 首先，我们先在C语言中编写一个函数，在Linux系统中编译成so文件：

   ```c

   include

   int add(int a, int b) {
   return a + b;
   }

   int main() {
   printf("hello world");
   return 0;
   }
   ```

2. 保存为mylib.c文件，并将其编译成so文件。在命令行中使用下面的命令进行编译：

   sh
gcc -shared -fPIC -o mylib.so mylib.c

3. 将产生的mylib.so文件拷贝到Python解释器所在的文件夹中。然后在Python中加载so，并调用其中函数：

   ```python
   import ctypes

   加载so

   mylib = ctypes.cdll.LoadLibrary('./mylib.so')

   调用so中的函数

   result = mylib.add(1, 2)
   print(result)
   ```

以上便是Python在Windows和在Linux下调用动态链接库的详细攻略，希望能对你有所帮助！