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[更新：问题解决了！见文章底部]

我需要允许 python 开发人员将一组打包数据（在本例中为顶点）传递到我的 API，这是通过 Python C API 手动公开的一系列 C++ 接口。我对此的最初印象是使用 ctypes Structure 类来允许这样的接口：

class Vertex(Structure):
_fields_ = [
    ('x', c_float),
    ('y', c_float),
    ('z', c_float),
    ('u', c_float),
    ('v', c_float),
    ('color', c_int)
] 

verts = (Vertex * 3)()
verts[0] = Vertex(0.0, 0.5, 0.0, 0.0, 0.5, 0xFF0000FF)
verts[1] = Vertex(0.5, -0.5, 0.0, 0.5, -0.5, 0x00FF00FF)
verts[2] = Vertex(-0.5, -0.5, 0.0, -0.5, -0.5, 0x0000FFFF)

device.ReadVertices(verts, 3) # This is the interfaces to the C++ object

我试图传递给的函数具有以下签名：

void Device::ReadVertices(Vertex* verts, int count);

Python 包装器看起来像这样：

static PyObject* Device_ReadVertices(Py_Device* self, PyObject* args)
{
    PyObject* py_verts;
    int count;

    if(!PyArg_ParseTuple(args, "Oi", &py_verts, &count)) 
        return NULL;

    // This Doesn't Work!
    Vertex* verts = static_cast<Vertex*>(PyCObject_AsVoidPtr(py_verts));

    self->device->ReadVertices(verts, count);

    Py_RETURN_NONE;
}

当然，我遇到的最大问题是：我可以检索结构的 PyObject，但我不知道如何将其转换为正确的类型。上面的代码惨遭失败。那么我将如何允许用户从 Python 向我传递这种数据呢？

现在，有几件事需要考虑：首先，我已经编写了相当多的 Python/C++ 层，并且对它非常满意（我离开了 SWIG，因此我可以拥有更多的灵活性）。我不想重新编码，所以我更喜欢原生使用 C API 的解决方案。其次，我确实打算在我的 C++ 代码中预定义 Vertex 结构，所以我希望用户不需要在 Python 中重新定义它（这样可以减少错误），但我是不知道如何公开这样的连续结构。第三，除了不知道另一种方法之外，我没有理由尝试 ctypes 结构。欢迎任何建议。最后，由于这是（正如您可能已经猜到的）图形应用程序，我更喜欢更快的方法而不是方便的方法，即使更快的方法需要更多的工作。

谢谢你的帮助！我仍然在摸索 python 扩展，所以在一些更棘手的部分获得社区输入是一个很大的帮助。

[解决方案]

所以首先，感谢所有提出想法的人。最终的答案是很多小花絮。最后，我发现：Sam 关于使用 struct.pack 的建议最终是正确的。看到我使用的是 Python 3，我不得不稍微调整一下，但是当一切都说完之后，实际上我的屏幕上出现了一个三角形：

verts = bytes()
verts += struct.pack("fffffI", 0.0, 0.5, 0.0, 0.0, 0.5, 0xFF0000FF)
verts += struct.pack("fffffI", 0.5, -0.5, 0.0, 0.5, -0.5, 0x00FF00FF)
verts += struct.pack("fffffI", -0.5, -0.5, 0.0, -0.5, -0.5, 0x0000FFFF)

device.ReadVertices(verts, 3)

我的元组解析现在看起来像这样：

static PyObject* Device_ReadVertices(Py_Device* self, PyObject* args)
{
    void* py_verts;
    int len, count;

    if(!PyArg_ParseTuple(args, "y#i", &py_verts, &len, &count)) 
        return NULL;

    // Works now!
    Vertex* verts = static_cast<Vertex*>(py_verts);

    self->device->ReadVertices(verts, count);

    Py_RETURN_NONE;
}

请注意，即使我len在此示例中不使用变量（尽管我将在最终产品中使用），我仍需要使用 'y#' 而不是仅使用 'y' 来解析元组，否则它将在第一个 NULL 处停止（根据文档）。还要考虑：像这样的 void* 强制转换非常危险，所以请进行比我在这里展示的更多的错误检查！

所以，干得好，快乐的一天，收拾行李回家，是吗？

等待！没那么快！还有更多！

对这一切的结果感觉很好，我一时兴起决定看看我之前的尝试是否仍然失败，并恢复到这篇文章中的第一个 python 片段。（当然是使用新的 C 代码）而且……它成功了！结果与 struct.pack 版本相同！哇！

因此，这意味着您的用户可以选择他们将如何提供此类数据，并且您的代码可以在不进行任何更改的情况下处理其中任何一个。我个人会鼓励使用 ctype.Structure 方法，因为我认为它更易于阅读，但实际上它是用户喜欢的任何东西。（哎呀，如果他们愿意，他们可以手动输入十六进制的字节字符串。它有效。我试过了。）

老实说，我认为这是最好的结果，所以我欣喜若狂。再次感谢大家，祝遇到此问题的其他人好运！

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未经测试，但您应该尝试一下，让我们知道它是否足够快满足您的需求。

在 python 端，将顶点打包成一个字符串而不是一个对象。

str = "" # byte stream for encoding data
str += struct.pack("5f i", vert1.x, vert1.y, vert1.z, vert1.u, vert1.v, vert1.color) # 5 floats and an int
# same for other vertices

device. ReadVertices( verts, 3) # send vertices to C library

在 C 库/python 包装器上，修改 PyArgs_ParseTuple 以使用格式字符串"si"。这会将您的 python 字符串转换为 C 字符串 (char*)，然后您可以将其类型转换为指向向量结构的指针。此时，C 字符串是字节/单词/浮点数流，应该是您要查找的内容。

祝你好运！

于 2010-02-22T03:51:46.787 回答
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我能看到的最简单的事情就是完全避免这个问题并公开一个 Device_ReadVertex，它将 x、y、z、u、v 和颜色作为参数。这有明显的缺点，比如让 Python 程序员一个一个地喂它顶点。

如果这还不够好（看起来可能不是），那么您可以尝试定义一个新的 Python 类型，如此处所述。它需要更多的代码，但我认为这是“架构上更合理”的方法，因为您可以确保您的 Python 开发人员使用与 C 代码中相同的类型定义。它还比简单的结构（它实际上是一个类，具有添加方法等的潜力）提供了更多的灵活性，我不确定你是否真的需要它，但它以后可能会派上用场。

于 2010-02-22T04:02:40.827 回答