用ctypes在Python中包装cfunction

Question

我有一个c函数，它有以下签名

__declspec( dllexport ) void* setup(int c_force, int c_stepping, int c_iteration, int c_roots,
                                    struct para* c_userdata, double* c_y0,
                                    double c_reltol, double c_abstol)
{
    ....
    return "a pointer";
}

其中para定义如下。我想用这个函数（和其他函数）构建一个dll并从Python访问它。重要的Python行是

^{pr2}$

其中cf，cs，ci，cr是（python）int，para是下面定义的结构类型，c_y0=(ct_c_double * 2)()（应该是长度2，从python端和c端都是长度2）和c_reltol和{}被转换成ct.c}double，c_reltol = ct.c_double(reltol)。在

当我试图运行我的主应用程序时，我在lib.setup-函数调用时得到WindowsError: exception: access violation writing xxx，我不明白为什么。。。在调用lib.setup之前打印将为传递给函数的参数的值和类型提供以下输出（按顺序）

1 2 2 1 <cparam 'P' (0000000003C84EB0)> <cvode_library.c_double_Array_2 object at 0x0000000003F95BC8> c_double(1e-06) c_double(1e-08)

<type 'int'> <type 'int'> <type 'int'> <type 'int'> <type 'CArgObject'> <class 'cvode_library.c_double_Array_2'> <class 'ctypes.c_double'> <class 'ctypes.c_double'>

我一直试图用this和this问题进行调试，但没有成功。由于c函数的调用签名相当简单，我不明白它为什么会损坏。在

p.S.它在Ubuntu上运行得很好，用__declspec...替换为extern

c结构定义为

typedef struct para PARA;
struct para
{
    double a;
    double b;
    double c;
};

对应的pystruct为

class para(ct.Structure):
    _fields_ = [('a', ct.c_double),
               ('b', ct.c_double),
               ('c', ct.c_double)]

编辑c_y0定义为

y0 = np.array([0., 0.])
c_y0 = (ct.c_double * 2)()
c_y0[0] = y0[0]
c_y0[1] = y0[1]

所有“cvode”函数和N_Vector都是Sundials suite for solving nonlinear equations的一部分

__declspec( dllexport ) void* setup(int c_force, int c_stepping, int c_iteration, int c_roots,
                                    struct para* c_userdata, double* c_y0,
                                    double c_reltol, double c_abstol)
{
    int flag;
    N_Vector y;
    void* cvode_mem;
    PARA* ptr_para;
    ptr_para = c_userdata;

    // ****** Set up vector with initial conditions ******
    y = N_VNew_Serial(2);
    NV_Ith_S(y,0) = c_y0[0];
    NV_Ith_S(y,1) = c_y0[1];

    // ****** Create cvode object with stepping and iteration method ******
    if(c_iteration==CV_FUNCTIONAL)
        cvode_mem = CVodeCreate(c_stepping, 1);    // Functional iteration
    else
        cvode_mem = CVodeCreate(c_stepping, 2);    // Newton interation
    if(check_flag((void *)cvode_mem, "CVodeCreate", 0)) return(NULL);

    flag = CVodeInit(cvode_mem, ode, 0, y);

    if(check_flag(&flag, "CVodeInit", 1)) return(NULL);

    // ****** Specify integration tolerances ******
    flag = CVodeSStolerances(cvode_mem, c_reltol, c_abstol);
    if(check_flag(&flag, "CVodeSStolerances", 1)) return(NULL);

    // ****** Set up linear solver module if required ******
    if(c_iteration==CV_DENSE_USER)
    {
        printf("Dense user supplied Jacobian\n");
        // Dense user-supplied Jacobian
        flag = CVDense(cvode_mem, 2);
        if(check_flag(&flag, "CVDense", 1)) return(NULL);

        flag = CVDlsSetDenseJacFn(cvode_mem, jac);

        if(check_flag(&flag, "CVDlsSetDenseJacFn", 1)) return(NULL);
    }
    else if(c_iteration==CV_DENSE_DQ)
    {
        // Dense difference quotient Jacobian
        flag = CVDlsSetDenseJacFn(cvode_mem, NULL);
        if(check_flag(&flag, "CVDlsSetDenseJacFn", 1)) return(NULL);
    }


    // Set optional inputs
    flag = CVodeSetUserData(cvode_mem, c_userdata);
    if(check_flag(&flag, "CVodeSetUserData", 1)) return(NULL);

    // Attach linear solver module

    // Specify rootfinding problem
    if(c_roots!=ROOTS_OFF)
    {
         flag = CVodeRootInit(cvode_mem, 1, root_func);
    }

    return cvode_mem;
}

Answer 1

这是一个MCVE。它表明您的声明是正确的，因此问题很可能出现在函数实现中。如果下面的问题对你不适用，用一个类似的MCVE更新你的问题，重现你的失败。在

测试c

#include <stdio.h>

typedef struct para PARA;
struct para
{
    double a;
    double b;
    double c;
};

__declspec(dllexport) void* setup(int c_force, int c_stepping, int c_iteration, int c_roots,
                                  struct para* c_userdata, double* c_y0,
                                  double c_reltol, double c_abstol)
{
    printf("%d %d %d %d %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf\n",c_force,c_stepping,c_iteration,c_roots,c_userdata->a,c_userdata->b,c_userda
ta->c,c_y0[0],c_y0[1],c_reltol,c_abstol);
    return NULL;
}

测试.py

^{pr2}$

输出

1 2 3 4 1.500000 2.500000 3.500000 4.500000 5.500000 6.500000 7.500000