Python调用C语言库：数组、结构体与指针传递实战

清欢

发布时间：2026-10-13 | 6人浏览过

原创

本文详解Python通过ctypes调用C语言链接库时，如何处理数组、结构体及指针类型的数据传递。文章通过C语言与Python代码对照，演示了数组实例化、结构体定义及指针引用（byref）的具体用法，帮助开发者规避常见坑点，实现高效跨语言调用。

使用Python向C语言链接库传递数组、结构体及指针数据

近期项目中频繁涉及Python调用同事编写的C语言代码，调用过程中遇到诸多问题。本文旨在逐一梳理这些经验供参考，核心方案仍基于ctypes模块调用C语言代码库。

关于基础数据类型在Python与C语言间的调用方法，可参考另一篇文章：《Python使用ctypes调用C/C++的方法》。

1. Python向C语言函数传递数组参数

C语言常以数组作为函数参数。此前我们介绍过使用ctypes中的byte、short、int、double等类型作为C语言参数，处理数组类型时也有类似逻辑。以下通过实例说明：

1.1 C语言代码片段

展示一个简单的数组输入示例，以及一个接收数组作为参数的函数实现。

int input[2] = [0, 1]
void printIntArray(int[] input){
  for(int i = 0; i < 2; i ++){
    print(input[i]);
  }
}

1.2 Python代码片段

下面演示如何调用上述C语言代码。

from ctypes import *
# 假设上面的代码被编译成了一个XXXXlib.so的文件
dll = CDLL('XXXXlib.so')
# 声明一个数组类型
INPUT = c_int * 2
# 实例化一个长度为2的整型数组
input = INPUT()
# 为数组赋值（input这个数组是不支持迭代的）
input[0] = 1
input[1] = 2
# 引用C语言的函数
print_int_array = dll.printIntArray
# 调用C语言的函数
print_int_array(input)

1.3 小结

数组传递的基本方法如上所述。只需依据Python官方文档中ctypes的使用说明，声明对应类型的数组即可。

2. Python向C语言函数传递结构体参数

为满足个性化需求并提升代码可读性，开发人员常使用结构体变量为函数赋值。此处演示如何使用ctypes实例化C语言结构体，请看示例：

鉴于第一部分已介绍C语言函数的简单调用，下文仅展示与结构体相关的Python代码部分。

from ctypes import *
# 声明一个类，继承自ctypes.Structure
class PythonStructure(Structure):
  _fields_:[('param1',c_int),('param2', c_int),('param3', c_int * 2)]
# 实例化变量
python_structure = PythonStructure()
# 赋值
python_structure.param1 = 1
python_structure.param2 = 3
PARAM = c_int * 2
param3 = PARAM()
param3[0] = 3
param3[1] = 4
python_structure.param3 = param3

从代码可见，我们声明了一个继承自ctypes.Structure的class，并在类内部通过_fields_变量域定义结构体成员，该域以元组形式存储每个成员的变量名及其数据类型。

实际使用时，首先实例化一个PythonStructure类型的变量，随后为其内部各个成员变量赋值。

3. Python向C语言函数传递指针参数

指针是C语言相较于其他语言的最大优势之一，C程序中大量使用指针，因此传递指针类型数据十分普遍。以下直接展示实例：

3.1 C语言函数声明

void test(pystruct *ps)

假设此处pystruct与我们在第2部分声明的结构体相对应（鉴于作者C语言基础有限，担心写出错误代码误导读者，此处仅作示意）。

3.2 Python代码

使用指针类型数据时，只需在调用btref()即可。

from ctypes import *
# 声明一个类，继承自ctypes.Structure
class PythonStructure(Structure):
  _fields_:[('param1',c_int),('param2', c_int),('param3', c_int * 2)]
# 实例化变量
python_structure = PythonStructure()
# 赋值
python_structure.param1 = 1
python_structure.param2 = 3
PARAM = c_int * 2
param3 = PARAM()
param3[0] = 3
param3[1] = 4
python_structure.param3 = param3
# 开始调用
dll = CDLL('XXXXlib.so')
test = dll.test
# 传递参数
test(byref(python_structure))

4. 结语

以上即为本篇文章分享的常见坑点。事实上，网上关于ctypes的相关文章并不多，因此整理出来与大家分享，希望能帮助大家少踩坑、快速完成任务、远离加班，祝大家周末愉快！

总结

以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值。感谢大家对本站的支持。如需了解更多相关内容，请查看相关链接。