Python ctypes : get variable type and value problem

Question

我想通过 ctypes 在一些 Python 代码中使用 C 库。我的问题是我不懂 C。几天来我一直在尝试阅读代码和 C 结构，但我被困在一个问题上。我对 Python 也很陌生，因为我目前正在从 Matlab 转换，因此我的 Python 仅限于科学 Python 应用程序。这个问题很具体，但我认为解决方案是一般的 C 库/Python 链接兴趣。

我正在使用一个名为 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，从 OS X 10.6 上的源代码编译。由于 SO 垃圾邮件预防，超链接不起作用)。我想从 C 库进行的评估中提取值到 Python 中。

我怀疑我在 Python 代码的结构和联合部分出错，但我似乎无法弄清楚。

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

所选行、列中的值是 double 值，但我也尝试过使用字符串值和长(整数)值但没有成功。我希望 vart.dVal(或 .sVal 或 lVal，如果是字符串或长)包含我想要的值，但它没有。我还希望 VAR_TYPE 的 TT_ 字段之一为 1，但它们都是 0。.dVal、.sVal 和 .lVal 似乎实际上包含 VAR_TYPE 数字(介于 0 和 4 之间)，并且正确报告了这一点(即 3 表示 double 型，2 表示长型)。

我的问题是:如何修复代码以使 VAR_TYPE 字段反射(reflect)变量类型，该类型现在在 .lVal 字段中返回。我怎样才能得到我想提取到正确的 vart.xVal 字段的值？我是否缺少 Python 结构/联合代码中的一些指针？

结构和联合来自的 C 源代码 (Var.h):

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

我试图在 Python 中重现的 C 示例(v 是我的 Python 代码中的变量“vart”，我现在忽略循环等):

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");
  }

C 示例取自:(向下滚动一点) 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、Python 2.6.6

抱歉这个问题的长度，希望一些聪明的头脑可以帮助我，或者给我指明正确的方向。

非常感谢

Answer 1

一个问题是枚举不是结构。还要确保结构中的字段与 C header 的顺序相同(“类型”在前)。试试这个:

import ctypes

VAR_TYPE = ctypes.c_int
TT_EMPTY  = 0
TT_ERROR  = 1
TT_LONG   = 2
TT_DOUBLE = 3
TT_STRING = 4

VRESULT = ctypes.c_int
VR_OK          =  0
VR_OUTOFMEMORY = -1
VR_BADVARTYPE  = -2
VR_INVALIDARG  = -3
VR_INVALIDROW  = -4
VR_INVALIDCOL  = -5

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

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