Python ctypes：获取变量类型和值的问题

Question

我想在一些Python代码中使用一个C语言的库，方法是用ctypes来调用它。我的问题是，我对C语言不太了解。我已经尝试了几天阅读相关代码和C语言的结构，但在一个问题上卡住了。同时，我对Python也比较陌生，因为我现在正在从Matlab转过来，所以我对Python的了解主要限于科学计算方面。这个问题非常具体，但我觉得解决方案对一般的C库和Python的连接都有帮助。

我正在使用一个叫做Iphreeqc的库，这是一个地球化学模型，来自`http://wwwbrr.cr.usgs.gov/projects/GWC_coupled/phreeqc/index.html´（iphreeqc-2.18.0-5314.tar.gz，已经在OS X 10.6上从源代码编译，链接由于SO的防垃圾邮件措施而无法使用）。我想从C库的评估中提取值到Python中。

我怀疑我在Python代码中的结构和联合部分出错了，但我似乎无法弄明白问题出在哪里。

这是我的Python代码：

import ctypes

iphreeqc = ctypes.CDLL("libiphreeqc.0.dylib", ctypes.RTLD_GLOBAL)

# C structures from var.h 
class VAR_TYPE(ctypes.Structure):
    _fields_ = [
        ("TT_EMPTY",ctypes.c_int),
        ("TT_ERROR",ctypes.c_int),
        ("TT_LONG",ctypes.c_int),
        ("TT_DOUBLE",ctypes.c_int),
        ("TT_STRING",ctypes.c_int)]


(TT_EMPTY,
TT_ERROR,
TT_LONG,
TT_DOUBLE,
TT_STRING)=map(ctypes.c_int, xrange(5))


class VRESULT(ctypes.Structure):
    _fields_ = [
        ("VR_OK",ctypes.c_int),
        ("VR_OUTOFMEMORY",ctypes.c_int),
        ("VR_BADVARTYPE",ctypes.c_int),
        ("VR_INVALIDARG",ctypes.c_int),
        ("VR_INVALIDROW",ctypes.c_int),
        ("VR_INVALIDCOL",ctypes.c_int)]

(VR_OK,
 VR_OUTOFMEMORY,
 VR_BADVARTYPE,
 VR_INVALIDARG,
 VR_INVALIDROW,
 VR_INVALIDCOL)=map(ctypes.c_int, xrange(0,-6,-1))

class _U(ctypes.Union):
    _fields_ = [("lVal", ctypes.c_long),
                ("dVal", ctypes.c_double),
                ("sVal", ctypes.c_char),
                ("vresult", VRESULT)]

class VAR(ctypes.Structure):
   _anonymous_ = ("pvar",)
   _fields_ = [
        ("pvar", _U),
        ("type", VAR_TYPE)]

# Run model        
Id=iphreeqc.CreateIPhreeqc()
dbloade = iphreeqc.LoadDatabase(Id,"phreeqc.dat")
estring=iphreeqc.OutputErrorString(Id)

# Model input
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"TITLE Example 2.--Temperature dependence of solubility")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"                  of gypsum and anhydrite             ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"SOLUTION 1 Pure water                                 ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        pH      7.0                                   ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        temp    25.0                                  ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"EQUILIBRIUM_PHASES 1                                  ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        Gypsum          0.0     1.0                   ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        Anhydrite       0.0     1.0                   ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"REACTION_TEMPERATURE 1                                ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        25.0 75.0 in 50 steps                         ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"SELECTED_OUTPUT                                       ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        -file   ex2.sel                               ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        -user_punch true                                  ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        -reset false                                  ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        -simulation false                                  ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        -selected_out true                                  ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        USER_PUNCH                                      ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        -start                                           ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        10 punch - LA('H+')                                  ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"        -end                                            ")
iphreeqc.AccumulateLine(Id,"END                                                       ")

# run model
runout=iphreeqc.RunAccumulated(Id)
estring2=iphreeqc.OutputErrorString(Id)

a=iphreeqc.GetSelectedOutputRowCount(Id)
b=iphreeqc.GetSelectedOutputColumnCount(Id)
print a
print b # this works, gives correct number of rows and columns  

vart=VAR() 
iphreeqc.VarInit(ctypes.byref(vart)) 

c=iphreeqc.GetSelectedOutputValue(Id, 43, 0, ctypes.byref(vart)) #tries to extract value from row 43, column 1

print c # c is here VRESULT. this works properly giving the right error number (0 to -6). Gives 0 in this case which is VR_OK

我选中的行和列中的值是一个双精度浮点数，但我也尝试过用字符串值和长整型（整数）值，结果都没有成功。我希望vart.dVal（或者在字符串或长整型情况下的.sVal或.lVal）能包含我想要的值，但它并没有。我还希望VAR_TYPE中的某个TT_字段能是1，但它们都是0。看起来.dVal、.sVal和.lVal实际上包含的是VAR_TYPE的编号（在0到4之间），并且正确地报告这个值（例如，双精度类型是3，长整型是2）。

我的问题是：我该如何修正代码，使得VAR_TYPE字段能反映变量类型，而现在返回在.lVal字段中。我该如何将我想提取的值放到正确的vart.xVal字段中？我在Python的结构/联合代码中是否缺少了一些指针？

以下是C源代码中结构和联合的部分（Var.h）：

http://wwwbrr.cr.usgs.gov/projects/GWC_coupled/iphreeqc/Var_8h_source.html

这是我在Python中尝试重现的C语言示例（v是我Python代码中的变量'vart'，我暂时忽略循环等其他部分）：

VAR v;
VarInit(&v);

  printf("selected-output:\n");
  for (i = 0; i < GetSelectedOutputRowCount(id); ++i) {
    for (j = 0; j < GetSelectedOutputColumnCount(id); ++j) {
      if (GetSelectedOutputValue(id, i, j, &v) == VR_OK) {
        switch (v.type) {
        case TT_LONG:
          printf("%ld ", v.lVal);
          break;
        case TT_DOUBLE:
          printf("%g ", v.dVal);
          break;
        case TT_STRING:
          printf("%s ", v.sVal);
          break;
        }
      }
      VarClear(&v);
    }
    printf("\n");
  }

这个C语言示例来自于：（往下滚动一点）http://wwwbrr.cr.usgs.gov/projects/GWC_coupled/iphreeqc/IPhreeqc_8h.html#a9f0ffd11e25a7e8f05d800623b14acf5

我在OS X 10.6.6上使用ctypes 1.1.0和Python 2.6.6

抱歉问题有点长，希望一些聪明的人能帮我，或者指引我正确的方向。

非常感谢

c语言数据提取 ctypes 科学计算变量类型联合体结构体地球化学模型

Python ctypes：获取变量类型和值的问题

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