ctypes — A foreign function library for Python

Source code: Lib/ctypes

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ctypes es una biblioteca de funciones foráneas para Python. Proporciona tipos de datos compatibles con C y permite llamar a funciones en archivos DLL o bibliotecas compartidas. Se puede utilizar para envolver estas bibliotecas en Python puro.

tutorial de ctypes

Nota: Los ejemplos de código en este tutorial usan doctest para asegurarse de que realmente funcionen. Dado que algunos ejemplos de código se comportan de manera diferente en Linux, Windows o macOS, contienen directivas doctest en los comentarios.

Nota: Algunos ejemplos de código hacen referencia al tipo ctypes c_int. En las plataformas donde sizeof(long) == sizeof(int) es un alias de c_long. Por lo tanto, no debe confundirse si c_long se imprime si espera c_int — son en realidad del mismo tipo.

Carga de bibliotecas de enlaces dinámicos

ctypes exporta los objetos cdll y en Windows windll y oledll, para cargar bibliotecas de enlaces dinámicos.

You load libraries by accessing them as attributes of these objects. cdll loads libraries which export functions using the standard cdecl calling convention, while windll libraries call functions using the stdcall calling convention. oledll also uses the stdcall calling convention, and assumes the functions return a Windows HRESULT error code. The error code is used to automatically raise an OSError exception when the function call fails.

Distinto en la versión 3.3: Los errores de Windows solían generar WindowsError, que ahora es un alias de OSError.

Here are some examples for Windows. Note that msvcrt is the MS standard C library containing most standard C functions, and uses the cdecl calling convention:

>>> from ctypes import *
>>> print(windll.kernel32)  
<WinDLL 'kernel32', handle ... at ...>
>>> print(cdll.msvcrt)      
<CDLL 'msvcrt', handle ... at ...>
>>> libc = cdll.msvcrt      
>>>

Windows agrega automáticamente la extensión común .dll.

Nota

Acceder a la biblioteca estándar de C a través de cdll.msvcrt utilizará una versión obsoleta de la biblioteca que puede ser incompatible con la utilizada por Python. Cuando sea posible, use la funcionalidad nativa de Python, o bien importe y use el módulo msvcrt.

On Linux, it is required to specify the filename including the extension to load a library, so attribute access can not be used to load libraries. Either the LoadLibrary() method of the dll loaders should be used, or you should load the library by creating an instance of CDLL by calling the constructor:

>>> cdll.LoadLibrary("libc.so.6")  
<CDLL 'libc.so.6', handle ... at ...>
>>> libc = CDLL("libc.so.6")       
>>> libc                           
<CDLL 'libc.so.6', handle ... at ...>
>>>

Acceder a las funciones de los dll cargados

Las funciones se acceden como atributos de los objetos dll:

>>> libc.printf
<_FuncPtr object at 0x...>
>>> print(windll.kernel32.GetModuleHandleA)  
<_FuncPtr object at 0x...>
>>> print(windll.kernel32.MyOwnFunction)     
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "ctypes.py", line 239, in __getattr__
    func = _StdcallFuncPtr(name, self)
AttributeError: function 'MyOwnFunction' not found
>>>

Note that win32 system dlls like kernel32 and user32 often export ANSI as well as UNICODE versions of a function. The UNICODE version is exported with a W appended to the name, while the ANSI version is exported with an A appended to the name. The win32 GetModuleHandle function, which returns a module handle for a given module name, has the following C prototype, and a macro is used to expose one of them as GetModuleHandle depending on whether UNICODE is defined or not:

/* ANSI version */
HMODULE GetModuleHandleA(LPCSTR lpModuleName);
/* UNICODE version */
HMODULE GetModuleHandleW(LPCWSTR lpModuleName);

windll no intenta seleccionar una de ellas por arte de magia, se debe acceder a la versión que se necesita especificando GetModuleHandleA o GetModuleHandleW explícitamente, y luego llamarlo con bytes u objetos de cadena respectivamente.

A veces, las dlls exportan funciones con nombres que no son identificadores válidos de Python, como "??2@YAPAXI@Z". En este caso tienes que usar getattr() para recuperar la función:

>>> getattr(cdll.msvcrt, "??2@YAPAXI@Z")  
<_FuncPtr object at 0x...>
>>>

En Windows, algunas dlls exportan funciones no por nombre sino por ordinal. Se pueden acceder a estas funciones indexando el objeto dll con el número ordinal:

>>> cdll.kernel32[1]  
<_FuncPtr object at 0x...>
>>> cdll.kernel32[0]  
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "ctypes.py", line 310, in __getitem__
    func = _StdcallFuncPtr(name, self)
AttributeError: function ordinal 0 not found
>>>

Funciones de llamada

You can call these functions like any other Python callable. This example uses the rand() function, which takes no arguments and returns a pseudo-random integer:

>>> print(libc.rand())  
1804289383

On Windows, you can call the GetModuleHandleA() function, which returns a win32 module handle (passing None as single argument to call it with a NULL pointer):

>>> print(hex(windll.kernel32.GetModuleHandleA(None)))  
0x1d000000
>>>

ValueError es lanzado cuando se llama a una función stdcall con la convención de llamada cdecl, o viceversa:

>>> cdll.kernel32.GetModuleHandleA(None)  
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: Procedure probably called with not enough arguments (4 bytes missing)
>>>

>>> windll.msvcrt.printf(b"spam")  
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: Procedure probably called with too many arguments (4 bytes in excess)
>>>

Para saber la convención de llamada correcta, hay que mirar en el archivo de encabezado C o en la documentación de la función que se quiere llamar.

En Windows, ctypes utiliza la gestión de excepciones estructurada de win32 para evitar que se produzcan fallos de protección general cuando se llaman funciones con valores de argumento inválidos:

>>> windll.kernel32.GetModuleHandleA(32)  
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
OSError: exception: access violation reading 0x00000020
>>>

Sin embargo, hay suficientes maneras de bloquear Python con ctypes, así que debes tener cuidado de todos modos. El módulo faulthandler puede ser útil para depurar bloqueos (por ejemplo, provenientes de fallos de segmentación producidos por llamadas erróneas a la biblioteca C).

None, integers, bytes objects and (unicode) strings are the only native Python objects that can directly be used as parameters in these function calls. None is passed as a C NULL pointer, bytes objects and strings are passed as pointer to the memory block that contains their data (char* or wchar_t*). Python integers are passed as the platform’s default C int type, their value is masked to fit into the C type.

Antes de pasar a llamar funciones con otros tipos de parámetros, tenemos que aprender más sobre los tipos de datos ctypes.

Tipos de datos fundamentales

ctypes define un número de tipos de datos primitivos compatibles con C:

tipo ctypes	Tipo C	Tipo Python
c_bool	_Bool	bool (1)
c_char	char	Un objeto bytes de 1-caracter
c_wchar	wchar_t	Una cadena de 1-caracter
c_byte	char	entero
c_ubyte	unsigned char	entero
c_short	short	entero
c_ushort	unsigned short	entero
c_int	int	entero
c_uint	unsigned int	entero
c_long	long	entero
c_ulong	unsigned long	entero
c_longlong	__int64 o long long	entero
c_ulonglong	unsigned __int64 o unsigned long long	entero
c_size_t	size_t	entero
c_ssize_t	ssize_t or Py_ssize_t	entero
c_time_t	time_t	entero
c_float	float	flotante
c_double	double	flotante
c_longdouble	long double	flotante
c_char_p	char* (terminado en NUL)	objeto de bytes o None
c_wchar_p	wchar_t* (terminado en NUL)	cadena o None
c_void_p	void*	entero o None

1. El constructor acepta cualquier objeto con valor verdadero.

Additionally, if IEC 60559 compatible complex arithmetic (Annex G) is supported, the following complex types are available:

tipo ctypes	Tipo C	Tipo Python
c_float_complex	float complex	complex
c_double_complex	double complex	complex
c_longdouble_complex	long double complex	complex

Todos estos tipos pueden ser creados llamándolos con un inicializador opcional del tipo y valor correctos:

>>> c_int()
c_long(0)
>>> c_wchar_p("Hello, World")
c_wchar_p(140018365411392)
>>> c_ushort(-3)
c_ushort(65533)
>>>

Dado que estos tipos son mutables, su valor también puede ser cambiado después:

>>> i = c_int(42)
>>> print(i)
c_long(42)
>>> print(i.value)
42
>>> i.value = -99
>>> print(i.value)
-99
>>>

Asignando un nuevo valor a las instancias de los tipos de punteros c_char_p, c_wchar_p, y c_void_p cambia el lugar de memoria al que apuntan, no el contenido del bloque de memoria (por supuesto que no, porque los objetos de bytes de Python son inmutables):

>>> s = "Hello, World"
>>> c_s = c_wchar_p(s)
>>> print(c_s)
c_wchar_p(139966785747344)
>>> print(c_s.value)
Hello World
>>> c_s.value = "Hi, there"
>>> print(c_s)              # the memory location has changed
c_wchar_p(139966783348904)
>>> print(c_s.value)
Hi, there
>>> print(s)                # first object is unchanged
Hello, World
>>>

Sin embargo, debe tener cuidado de no pasarlos a funciones que esperan punteros a la memoria mutable. Si necesitas bloques de memoria mutables, ctypes tiene una función create_string_buffer() que los crea de varias maneras. El contenido actual del bloque de memoria puede ser accedido (o cambiado) con la propiedad raw; si quieres acceder a él como cadena terminada NUL, usa la propiedad value:

>>> from ctypes import *
>>> p = create_string_buffer(3)            # create a 3 byte buffer, initialized to NUL bytes
>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))
3 b'\x00\x00\x00'
>>> p = create_string_buffer(b"Hello")     # create a buffer containing a NUL terminated string
>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))
6 b'Hello\x00'
>>> print(repr(p.value))
b'Hello'
>>> p = create_string_buffer(b"Hello", 10) # create a 10 byte buffer
>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))
10 b'Hello\x00\x00\x00\x00\x00'
>>> p.value = b"Hi"
>>> print(sizeof(p), repr(p.raw))
10 b'Hi\x00lo\x00\x00\x00\x00\x00'
>>>

The create_string_buffer() function replaces the old c_buffer() function (which is still available as an alias). To create a mutable memory block containing unicode characters of the C type wchar_t, use the create_unicode_buffer() function.

Funciones de llamada, continuación

Note que printf imprime al canal de salida estándar real, no a sys.stdout, por lo que estos ejemplos sólo funcionarán en el prompt de la consola, no desde dentro de IDLE o PythonWin:

>>> printf = libc.printf
>>> printf(b"Hello, %s\n", b"World!")
Hello, World!
14
>>> printf(b"Hello, %S\n", "World!")
Hello, World!
14
>>> printf(b"%d bottles of beer\n", 42)
42 bottles of beer
19
>>> printf(b"%f bottles of beer\n", 42.5)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ctypes.ArgumentError: argument 2: TypeError: Don't know how to convert parameter 2
>>>

Como se ha mencionado antes, todos los tipos de Python, excepto los enteros, cadenas y objetos bytes, tienen que ser envueltos en su correspondiente tipo ctypes, para que puedan ser convertidos al tipo de datos C requerido:

>>> printf(b"An int %d, a double %f\n", 1234, c_double(3.14))
An int 1234, a double 3.140000
31
>>>

Calling variadic functions

On a lot of platforms calling variadic functions through ctypes is exactly the same as calling functions with a fixed number of parameters. On some platforms, and in particular ARM64 for Apple Platforms, the calling convention for variadic functions is different than that for regular functions.

On those platforms it is required to specify the argtypes attribute for the regular, non-variadic, function arguments:

libc.printf.argtypes = [ctypes.c_char_p]

Because specifying the attribute does not inhibit portability it is advised to always specify argtypes for all variadic functions.

Funciones de llamada con sus propios tipos de datos personalizados

You can also customize ctypes argument conversion to allow instances of your own classes be used as function arguments. ctypes looks for an _as_parameter_ attribute and uses this as the function argument. The attribute must be an integer, string, bytes, a ctypes instance, or an object with an _as_parameter_ attribute:

>>> class Bottles:
...     def __init__(self, number):
...         self._as_parameter_ = number
...
>>> bottles = Bottles(42)
>>> printf(b"%d bottles of beer\n", bottles)
42 bottles of beer
19
>>>

If you don’t want to store the instance’s data in the _as_parameter_ instance variable, you could define a property which makes the attribute available on request.

Especificar los tipos de argumentos requeridos (prototipos de funciones)

It is possible to specify the required argument types of functions exported from DLLs by setting the argtypes attribute.

argtypes must be a sequence of C data types (the printf() function is probably not a good example here, because it takes a variable number and different types of parameters depending on the format string, on the other hand this is quite handy to experiment with this feature):

>>> printf.argtypes = [c_char_p, c_char_p, c_int, c_double]
>>> printf(b"String '%s', Int %d, Double %f\n", b"Hi", 10, 2.2)
String 'Hi', Int 10, Double 2.200000
37
>>>

La especificación de un formato protege contra los tipos de argumentos incompatibles (al igual que un prototipo para una función C), e intenta convertir los argumentos en tipos válidos:

>>> printf(b"%d %d %d", 1, 2, 3)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ctypes.ArgumentError: argument 2: TypeError: 'int' object cannot be interpreted as ctypes.c_char_p
>>> printf(b"%s %d %f\n", b"X", 2, 3)
X 2 3.000000
13
>>>

If you have defined your own classes which you pass to function calls, you have to implement a from_param() class method for them to be able to use them in the argtypes sequence. The from_param() class method receives the Python object passed to the function call, it should do a typecheck or whatever is needed to make sure this object is acceptable, and then return the object itself, its _as_parameter_ attribute, or whatever you want to pass as the C function argument in this case. Again, the result should be an integer, string, bytes, a ctypes instance, or an object with an _as_parameter_ attribute.

Tipos de retorno

By default functions are assumed to return the C int type. Other return types can be specified by setting the restype attribute of the function object.

The C prototype of time() is time_t time(time_t *). Because time_t might be of a different type than the default return type int, you should specify the restype attribute:

>>> libc.time.restype = c_time_t

The argument types can be specified using argtypes:

>>> libc.time.argtypes = (POINTER(c_time_t),)

To call the function with a NULL pointer as first argument, use None:

>>> print(libc.time(None))  
1150640792

Here is a more advanced example, it uses the strchr() function, which expects a string pointer and a char, and returns a pointer to a string:

>>> strchr = libc.strchr
>>> strchr(b"abcdef", ord("d"))  
8059983
>>> strchr.restype = c_char_p    # c_char_p is a pointer to a string
>>> strchr(b"abcdef", ord("d"))
b'def'
>>> print(strchr(b"abcdef", ord("x")))
None
>>>

If you want to avoid the ord("x") calls above, you can set the argtypes attribute, and the second argument will be converted from a single character Python bytes object into a C char:

>>> strchr.restype = c_char_p
>>> strchr.argtypes = [c_char_p, c_char]
>>> strchr(b"abcdef", b"d")
b'def'
>>> strchr(b"abcdef", b"def")
Traceback (most recent call last):
ctypes.ArgumentError: argument 2: TypeError: one character bytes, bytearray or integer expected
>>> print(strchr(b"abcdef", b"x"))
None
>>> strchr(b"abcdef", b"d")
b'def'
>>>

You can also use a callable Python object (a function or a class for example) as the restype attribute, if the foreign function returns an integer. The callable will be called with the integer the C function returns, and the result of this call will be used as the result of your function call. This is useful to check for error return values and automatically raise an exception:

>>> GetModuleHandle = windll.kernel32.GetModuleHandleA  
>>> def ValidHandle(value):
...     if value == 0:
...         raise WinError()
...     return value
...
>>>
>>> GetModuleHandle.restype = ValidHandle  
>>> GetModuleHandle(None)  
486539264
>>> GetModuleHandle("something silly")  
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 3, in ValidHandle
OSError: [Errno 126] The specified module could not be found.
>>>

WinError es una función que llamará a la api Windows FormatMessage para obtener la representación de la cadena de un código de error, y retornará una excepción. WinError toma un parámetro de código de error opcional, si no se usa ninguno, llama a GetLastError`() para recuperarlo.

Please note that a much more powerful error checking mechanism is available through the errcheck attribute; see the reference manual for details.

Pasar los punteros (o: pasar los parámetros por referencia)

A veces una función api C espera un puntero a un tipo de datos como parámetro, probablemente para escribir en el lugar correspondiente, o si los datos son demasiado grandes para ser pasados por valor. Esto también se conoce cómo pasar parámetros por referencia.

ctypes exporta la función byref() que se utiliza para pasar parámetros por referencia. El mismo efecto se puede conseguir con la función pointer(), aunque pointer() hace mucho más trabajo ya que construye un objeto puntero real, por lo que es más rápido usar byref() si no se necesita el objeto puntero en el propio Python:

>>> i = c_int()
>>> f = c_float()
>>> s = create_string_buffer(b'\000' * 32)
>>> print(i.value, f.value, repr(s.value))
0 0.0 b''
>>> libc.sscanf(b"1 3.14 Hello", b"%d %f %s",
...             byref(i), byref(f), s)
3
>>> print(i.value, f.value, repr(s.value))
1 3.1400001049 b'Hello'
>>>

Estructuras y uniones

Structures and unions must derive from the Structure and Union base classes which are defined in the ctypes module. Each subclass must define a _fields_ attribute. _fields_ must be a list of 2-tuples, containing a field name and a field type.

El tipo de campo debe ser un tipo ctypes como c_int, o cualquier otro tipo ctypes derivado: estructura, unión, matriz, puntero.

Aquí hay un ejemplo simple de una estructura POINT, que contiene dos enteros llamados x y y, y también muestra cómo inicializar una estructura en el constructor:

>>> from ctypes import *
>>> class POINT(Structure):
...     _fields_ = [("x", c_int),
...                 ("y", c_int)]
...
>>> point = POINT(10, 20)
>>> print(point.x, point.y)
10 20
>>> point = POINT(y=5)
>>> print(point.x, point.y)
0 5
>>> POINT(1, 2, 3)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: too many initializers
>>>

Sin embargo, se pueden construir estructuras mucho más complicadas. Una estructura puede contener por sí misma otras estructuras usando una estructura como tipo de campo.

Aquí hay una estructura RECT que contiene dos POINTs llamados upperleft (superior izquierda)y lowerright (abajo a la derecha):

>>> class RECT(Structure):
...     _fields_ = [("upperleft", POINT),
...                 ("lowerright", POINT)]
...
>>> rc = RECT(point)
>>> print(rc.upperleft.x, rc.upperleft.y)
0 5
>>> print(rc.lowerright.x, rc.lowerright.y)
0 0
>>>

Las estructuras anidadas también pueden ser inicializadas en el constructor de varias maneras:

>>> r = RECT(POINT(1, 2), POINT(3, 4))
>>> r = RECT((1, 2), (3, 4))

El campo descriptor puede ser recuperado de la class, son útiles para la depuración porque pueden proporcionar información útil:

>>> print(POINT.x)
<Field type=c_long, ofs=0, size=4>
>>> print(POINT.y)
<Field type=c_long, ofs=4, size=4>
>>>

Advertencia

ctypes no soporta el paso de uniones o estructuras con campos de bits a funciones por valor. Aunque esto puede funcionar en 32-bit x86, la biblioteca no garantiza que funcione en el caso general. Las uniones y estructuras con campos de bits siempre deben pasarse a las funciones por puntero.

Structure/union layout, alignment and byte order

By default, Structure and Union fields are laid out in the same way the C compiler does it. It is possible to override this behavior entirely by specifying a _layout_ class attribute in the subclass definition; see the attribute documentation for details.

It is possible to specify the maximum alignment for the fields by setting the _pack_ class attribute to a positive integer. This matches what #pragma pack(n) does in MSVC.

It is also possible to set a minimum alignment for how the subclass itself is packed in the same way #pragma align(n) works in MSVC. This can be achieved by specifying a :_align_ class attribute in the subclass definition.

ctypes utiliza el orden de bytes nativos para las Estructuras y Uniones. Para construir estructuras con un orden de bytes no nativo, puedes usar una de las clases base BigEndianStructure, LittleEndianStructure, BigEndianUnion, y LittleEndianUnion. Estas clases no pueden contener campos puntero.

Campos de bits en estructuras y uniones

It is possible to create structures and unions containing bit fields. Bit fields are only possible for integer fields, the bit width is specified as the third item in the _fields_ tuples:

>>> class Int(Structure):
...     _fields_ = [("first_16", c_int, 16),
...                 ("second_16", c_int, 16)]
...
>>> print(Int.first_16)
<Field type=c_long, ofs=0:0, bits=16>
>>> print(Int.second_16)
<Field type=c_long, ofs=0:16, bits=16>
>>>

Arreglos

Los arreglos son secuencias, que contienen un número fijo de instancias del mismo tipo.

La forma recomendada de crear tipos de arreglos es multiplicando un tipo de dato por un entero positivo:

TenPointsArrayType = POINT * 10

Aquí hay un ejemplo de un tipo de datos algo artificial, una estructura que contiene 4 POINTs entre otras cosas:

>>> from ctypes import *
>>> class POINT(Structure):
...     _fields_ = ("x", c_int), ("y", c_int)
...
>>> class MyStruct(Structure):
...     _fields_ = [("a", c_int),
...                 ("b", c_float),
...                 ("point_array", POINT * 4)]
>>>
>>> print(len(MyStruct().point_array))
4
>>>

Las instancias se crean de la manera habitual, llamando a la clase:

arr = TenPointsArrayType()
for pt in arr:
    print(pt.x, pt.y)

El código anterior imprime una serie de líneas 0 0, porque el contenido del arreglos se inicializa con ceros.

También se pueden especificar inicializadores del tipo correcto:

>>> from ctypes import *
>>> TenIntegers = c_int * 10
>>> ii = TenIntegers(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
>>> print(ii)
<c_long_Array_10 object at 0x...>
>>> for i in ii: print(i, end=" ")
...
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
>>>

Punteros

Las instancias de puntero se crean llamando a la función pointer() en un tipo ctypes:

>>> from ctypes import *
>>> i = c_int(42)
>>> pi = pointer(i)
>>>

Las instancias del puntero tienen un atributo contents que retorna el objeto al que apunta el puntero, el objeto i arriba:

>>> pi.contents
c_long(42)
>>>

Ten en cuenta que ctypes no tiene OOR (original object return), construye un nuevo objeto equivalente cada vez que recuperas un atributo:

>>> pi.contents is i
False
>>> pi.contents is pi.contents
False
>>>

Asignar otra instancia c_int al atributo de contenido del puntero causaría que el puntero apunte al lugar de memoria donde se almacena:

>>> i = c_int(99)
>>> pi.contents = i
>>> pi.contents
c_long(99)
>>>

Las instancias de puntero también pueden ser indexadas con números enteros:

>>> pi[0]
99
>>>

Asignando a un índice entero cambia el valor señalado:

>>> print(i)
c_long(99)
>>> pi[0] = 22
>>> print(i)
c_long(22)
>>>

También es posible usar índices diferentes de 0, pero debes saber lo que estás haciendo, al igual que en C: Puedes acceder o cambiar arbitrariamente las ubicaciones de memoria. Generalmente sólo usas esta característica si recibes un puntero de una función C, y sabes que el puntero en realidad apunta a un arreglo en lugar de a un solo elemento.

Entre bastidores, la función pointer() hace más que simplemente crear instancias de puntero, tiene que crear primero punteros tipos. Esto se hace con la función POINTER(), que acepta cualquier tipo de ctypes, y retorna un nuevo tipo:

>>> PI = POINTER(c_int)
>>> PI
<class 'ctypes.LP_c_long'>
>>> PI(42)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: expected c_long instead of int
>>> PI(c_int(42))
<ctypes.LP_c_long object at 0x...>
>>>

Llamar al tipo de puntero sin un argumento crea un puntero NULL. Los punteros NULL tienen un valor booleano falso..:

>>> null_ptr = POINTER(c_int)()
>>> print(bool(null_ptr))
False
>>>

ctypes comprueba si hay NULL cuando los punteros de referencia (pero los punteros no válidos de referencia no-NULL se romperán en Python):

>>> null_ptr[0]
Traceback (most recent call last):
    ....
ValueError: NULL pointer access
>>>

>>> null_ptr[0] = 1234
Traceback (most recent call last):
    ....
ValueError: NULL pointer access
>>>

Conversiones de tipos

Usually, ctypes does strict type checking. This means, if you have POINTER(c_int) in the argtypes list of a function or as the type of a member field in a structure definition, only instances of exactly the same type are accepted. There are some exceptions to this rule, where ctypes accepts other objects. For example, you can pass compatible array instances instead of pointer types. So, for POINTER(c_int), ctypes accepts an array of c_int:

>>> class Bar(Structure):
...     _fields_ = [("count", c_int), ("values", POINTER(c_int))]
...
>>> bar = Bar()
>>> bar.values = (c_int * 3)(1, 2, 3)
>>> bar.count = 3
>>> for i in range(bar.count):
...     print(bar.values[i])
...
1
2
3
>>>

In addition, if a function argument is explicitly declared to be a pointer type (such as POINTER(c_int)) in argtypes, an object of the pointed type (c_int in this case) can be passed to the function. ctypes will apply the required byref() conversion in this case automatically.

Para poner un campo de tipo POINTER a NULL, puedes asignar None:

>>> bar.values = None
>>>

A veces se tienen instancias de tipos incompatibles. En C, puedes cambiar un tipo por otro tipo. ctypes proporciona una función cast() qué puede ser usada de la misma manera. La estructura Bar definida arriba acepta punteros POINTER(c_int) o arreglos c_int` para su campo values, pero no instancias de otros tipos:

>>> bar.values = (c_byte * 4)()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: incompatible types, c_byte_Array_4 instance instead of LP_c_long instance
>>>

Para estos casos, la función cast() es muy útil.

La función cast() puede ser usada para lanzar una instancia ctypes en un puntero a un tipo de datos ctypes diferente. cast() toma dos parámetros, un objeto ctypes que es o puede ser convertido en un puntero de algún tipo, y un tipo de puntero ctypes. retorna una instancia del segundo argumento, que hace referencia al mismo bloque de memoria que el primer argumento:

>>> a = (c_byte * 4)()
>>> cast(a, POINTER(c_int))
<ctypes.LP_c_long object at ...>
>>>

Así, cast() puede ser usado para asignar al campo values de Bar la estructura:

>>> bar = Bar()
>>> bar.values = cast((c_byte * 4)(), POINTER(c_int))
>>> print(bar.values[0])
0
>>>

Tipos incompletos

Los Tipos Incompletos son estructuras, uniones o matrices cuyos miembros aún no están especificados. En C, se especifican mediante declaraciones a futuro, que se definen más adelante:

struct cell; /* forward declaration */

struct cell {
    char *name;
    struct cell *next;
};

La traducción directa al código de ctypes sería esta, pero no funciona:

>>> class cell(Structure):
...     _fields_ = [("name", c_char_p),
...                 ("next", POINTER(cell))]
...
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in cell
NameError: name 'cell' is not defined
>>>

because the new class cell is not available in the class statement itself. In ctypes, we can define the cell class and set the _fields_ attribute later, after the class statement:

>>> from ctypes import *
>>> class cell(Structure):
...     pass
...
>>> cell._fields_ = [("name", c_char_p),
...                  ("next", POINTER(cell))]
>>>

Vamos a intentarlo. Creamos dos instancias de cell, y dejamos que se apunten una a la otra, y finalmente seguimos la cadena de punteros unas cuantas veces:

>>> c1 = cell()
>>> c1.name = b"foo"
>>> c2 = cell()
>>> c2.name = b"bar"
>>> c1.next = pointer(c2)
>>> c2.next = pointer(c1)
>>> p = c1
>>> for i in range(8):
...     print(p.name, end=" ")
...     p = p.next[0]
...
foo bar foo bar foo bar foo bar
>>>

Funciones de retrollamadas (callback)

ctypes permite crear punteros de función invocables C a partir de los invocables de Python. A veces se llaman funciones de retrollamada.

Primero, debes crear una clase para la función de retrollamada. La clase conoce la convención de llamada, el tipo de retorno, y el número y tipos de argumentos que esta función recibirá.

La función de fábrica CFUNCTYPE`() crea tipos para las funciones de retrollamada usando la convención de llamada cdecl. En Windows, la función de fábrica WINFUNCTYPE() crea tipos para funciones de retrollamadas usando la convención de llamadas stdcall.

Ambas funciones de fábrica se llaman con el tipo de resultado como primer argumento, y las funciones de llamada de retorno con los tipos de argumentos esperados como los argumentos restantes.

I will present an example here which uses the standard C library’s qsort() function, that is used to sort items with the help of a callback function. qsort() will be used to sort an array of integers:

>>> IntArray5 = c_int * 5
>>> ia = IntArray5(5, 1, 7, 33, 99)
>>> qsort = libc.qsort
>>> qsort.restype = None
>>>

qsort() must be called with a pointer to the data to sort, the number of items in the data array, the size of one item, and a pointer to the comparison function, the callback. The callback will then be called with two pointers to items, and it must return a negative integer if the first item is smaller than the second, a zero if they are equal, and a positive integer otherwise.

Así que nuestra función de retrollamada recibe punteros a números enteros, y debe retornar un número entero. Primero creamos el tipo para la función de retrollamada:

>>> CMPFUNC = CFUNCTYPE(c_int, POINTER(c_int), POINTER(c_int))
>>>

Para empezar, aquí hay una simple llamada que muestra los valores que se pasan:

>>> def py_cmp_func(a, b):
...     print("py_cmp_func", a[0], b[0])
...     return 0
...
>>> cmp_func = CMPFUNC(py_cmp_func)
>>>

El resultado:

>>> qsort(ia, len(ia), sizeof(c_int), cmp_func)  
py_cmp_func 5 1
py_cmp_func 33 99
py_cmp_func 7 33
py_cmp_func 5 7
py_cmp_func 1 7
>>>

Ahora podemos comparar los dos artículos y obtener un resultado útil:

>>> def py_cmp_func(a, b):
...     print("py_cmp_func", a[0], b[0])
...     return a[0] - b[0]
...
>>>
>>> qsort(ia, len(ia), sizeof(c_int), CMPFUNC(py_cmp_func)) 
py_cmp_func 5 1
py_cmp_func 33 99
py_cmp_func 7 33
py_cmp_func 1 7
py_cmp_func 5 7
>>>

Como podemos comprobar fácilmente, nuestro arreglo está ordenado ahora:

>>> for i in ia: print(i, end=" ")
...
1 5 7 33 99
>>>

Las funciones de fabrica pueden ser usadas como decoradores de fabrica, así que podemos escribir:

>>> @CFUNCTYPE(c_int, POINTER(c_int), POINTER(c_int))
... def py_cmp_func(a, b):
...     print("py_cmp_func", a[0], b[0])
...     return a[0] - b[0]
...
>>> qsort(ia, len(ia), sizeof(c_int), py_cmp_func)
py_cmp_func 5 1
py_cmp_func 33 99
py_cmp_func 7 33
py_cmp_func 1 7
py_cmp_func 5 7
>>>

Nota

Asegúrate de mantener las referencias a los objetos CFUNCTYPE() mientras se usen desde el código C. ctypes no lo hace, y si no lo haces, pueden ser basura recolectada, colapsando tu programa cuando se hace una llamada.

Además, nótese que sí se llama a la función de retrollamada en un hilo creado fuera del control de Python (por ejemplo, por el código foráneo que llama a la retrollamada), ctypes crea un nuevo hilo Python tonto en cada invocación. Este comportamiento es correcto para la mayoría de los propósitos, pero significa que los valores almacenados con threading.local no sobreviven a través de diferentes llamadas de retorno, incluso cuando esas llamadas se hacen desde el mismo hilo C.

Acceder a los valores exportados de los dlls

Some shared libraries not only export functions, they also export variables. An example in the Python library itself is the Py_Version, Python runtime version number encoded in a single constant integer.

ctypes can access values like this with the in_dll() class methods of the type. pythonapi is a predefined symbol giving access to the Python C api:

>>> version = ctypes.c_int.in_dll(ctypes.pythonapi, "Py_Version")
>>> print(hex(version.value))
0x30c00a0

Un ejemplo extendido que también demuestra el uso de punteros accediendo al puntero PyImport_FrozenModules exportado por Python.

Citando los documentos para ese valor:

Este puntero se inicializa para apuntar a un arreglo de registros _frozen, terminados por uno cuyos miembros son todos NULL o cero. Cuando se importa un módulo congelado, se busca en esta tabla. El código de terceros podría jugar trucos con esto para proporcionar una colección de módulos congelados creada dinámicamente.

Así que manipular este puntero podría incluso resultar útil. Para restringir el tamaño del ejemplo, sólo mostramos cómo esta tabla puede ser leída con ctypes:

>>> from ctypes import *
>>>
>>> class struct_frozen(Structure):
...     _fields_ = [("name", c_char_p),
...                 ("code", POINTER(c_ubyte)),
...                 ("size", c_int),
...                 ("get_code", POINTER(c_ubyte)),  # Function pointer
...                ]
...
>>>

Hemos definido el tipo de datos _frozen, por lo que podemos obtener el puntero a la tabla:

>>> FrozenTable = POINTER(struct_frozen)
>>> table = FrozenTable.in_dll(pythonapi, "_PyImport_FrozenBootstrap")
>>>

Como tabla es un puntero al arreglo de registros struct_frozen, podemos iterar sobre ella, pero sólo tenemos que asegurarnos de que nuestro bucle termine, porque los punteros no tienen tamaño. Tarde o temprano, probablemente se caerá con una violación de acceso o lo que sea, así que es mejor salir del bucle cuando le demos a la entrada NULL:

>>> for item in table:
...     if item.name is None:
...         break
...     print(item.name.decode("ascii"), item.size)
...
_frozen_importlib 31764
_frozen_importlib_external 41499
zipimport 12345
>>>

El hecho de que la Python estándar tenga un módulo congelado y un paquete congelado (indicado por el miembro tamaño negativo) no se conoce bien, sólo se usa para hacer pruebas. Pruébalo con import __hello__ por ejemplo.

Sorpresas

Hay algunas aristas en ctypes en las que podrías esperar algo distinto de lo que realmente sucede.

Considere el siguiente ejemplo:

>>> from ctypes import *
>>> class POINT(Structure):
...     _fields_ = ("x", c_int), ("y", c_int)
...
>>> class RECT(Structure):
...     _fields_ = ("a", POINT), ("b", POINT)
...
>>> p1 = POINT(1, 2)
>>> p2 = POINT(3, 4)
>>> rc = RECT(p1, p2)
>>> print(rc.a.x, rc.a.y, rc.b.x, rc.b.y)
1 2 3 4
>>> # now swap the two points
>>> rc.a, rc.b = rc.b, rc.a
>>> print(rc.a.x, rc.a.y, rc.b.x, rc.b.y)
3 4 3 4
>>>

Hm. Ciertamente esperábamos que la última declaración imprimiera 3 4 1 2. ¿Qué ha pasado? Aquí están los pasos de la línea rc.a, rc.b = rc.b, rc.a arriba:

>>> temp0, temp1 = rc.b, rc.a
>>> rc.a = temp0
>>> rc.b = temp1
>>>

Note que temp0 y temp1 son objetos que todavía usan el buffer interno del objeto rc de arriba. Así que ejecutando rc.a = temp0 copia el contenido del buffer de temp0 en el buffer de rc. Esto, a su vez, cambia el contenido de temp1. Por lo tanto, la última asignación rc.b = temp1, no tiene el efecto esperado.

Tengan en cuenta que la recuperación de subobjetos de Estructuras, Uniones y Arreglos no copia el subobjeto, sino que recupera un objeto contenido que accede al búfer subyacente del objeto raíz.

Otro ejemplo que puede comportarse de manera diferente a lo que uno esperaría es este:

>>> s = c_char_p()
>>> s.value = b"abc def ghi"
>>> s.value
b'abc def ghi'
>>> s.value is s.value
False
>>>

Nota

Los objetos instanciados desde c_char_p sólo pueden tener su valor fijado en bytes o enteros.

¿Por qué está imprimiendo False? Las instancias ctypes son objetos que contienen un bloque de memoria más algunos descriptors que acceden al contenido de la memoria. Almacenar un objeto Python en el bloque de memoria no almacena el objeto en sí mismo, en su lugar se almacenan los contenidos del objeto. ¡Acceder a los contenidos de nuevo construye un nuevo objeto Python cada vez!

Tipos de datos de tamaño variable

ctypes proporciona algo de soporte para matrices y estructuras de tamaño variable.

La función resize() puede ser usada para redimensionar el buffer de memoria de un objeto ctypes existente. La función toma el objeto como primer argumento, y el tamaño solicitado en bytes como segundo argumento. El bloque de memoria no puede hacerse más pequeño que el bloque de memoria natural especificado por el tipo de objeto, se lanza un ValueError si se intenta:

>>> short_array = (c_short * 4)()
>>> print(sizeof(short_array))
8
>>> resize(short_array, 4)
Traceback (most recent call last):
    ...
ValueError: minimum size is 8
>>> resize(short_array, 32)
>>> sizeof(short_array)
32
>>> sizeof(type(short_array))
8
>>>

Esto está bien, pero ¿cómo se puede acceder a los elementos adicionales contenidos en este arreglo? Dado que el tipo todavía sabe sólo 4 elementos, obtenemos errores al acceder a otros elementos:

>>> short_array[:]
[0, 0, 0, 0]
>>> short_array[7]
Traceback (most recent call last):
    ...
IndexError: invalid index
>>>

Otra forma de utilizar tipos de datos de tamaño variable con ctypes es utilizar la naturaleza dinámica de Python, y (re)definir el tipo de datos después de que se conozca el tamaño requerido, caso por caso.

referencia ctypes

Encontrar bibliotecas compartidas

Cuando se programa en un lenguaje compilado, se accede a las bibliotecas compartidas cuando se compila/enlaza un programa, y cuándo se ejecuta el programa.

The purpose of the find_library() function is to locate a library in a way similar to what the compiler or runtime loader does (on platforms with several versions of a shared library the most recent should be loaded), while the ctypes library loaders act like when a program is run, and call the runtime loader directly.

The ctypes.util module provides a function which can help to determine the library to load.

ctypes.util.find_library(name)

Intenta encontrar una biblioteca y retornar un nombre. name es el nombre de la biblioteca sin ningún prefijo como lib, sufijo como .so, .dylib o número de versión (esta es la forma usada para la opción del enlazador posix -l). Si no se puede encontrar ninguna biblioteca, retorna None.

La funcionalidad exacta depende del sistema.

On Linux, find_library() tries to run external programs (/sbin/ldconfig, gcc, objdump and ld) to find the library file. It returns the filename of the library file.

Distinto en la versión 3.6: En Linux, el valor de la variable de entorno LD_LIBRARY_PATH se utiliza cuando se buscan bibliotecas, si una biblioteca no puede ser encontrada por ningún otro medio.

Aquí hay algunos ejemplos:

>>> from ctypes.util import find_library
>>> find_library("m")
'libm.so.6'
>>> find_library("c")
'libc.so.6'
>>> find_library("bz2")
'libbz2.so.1.0'
>>>

On macOS and Android, find_library() uses the system’s standard naming schemes and paths to locate the library, and returns a full pathname if successful:

>>> from ctypes.util import find_library
>>> find_library("c")
'/usr/lib/libc.dylib'
>>> find_library("m")
'/usr/lib/libm.dylib'
>>> find_library("bz2")
'/usr/lib/libbz2.dylib'
>>> find_library("AGL")
'/System/Library/Frameworks/AGL.framework/AGL'
>>>

On Windows, find_library() searches along the system search path, and returns the full pathname, but since there is no predefined naming scheme a call like find_library("c") will fail and return None.

If wrapping a shared library with ctypes, it may be better to determine the shared library name at development time, and hardcode that into the wrapper module instead of using find_library() to locate the library at runtime.

Cargando bibliotecas compartidas

Hay varias maneras de cargar las bibliotecas compartidas en el proceso Python. Una forma es instanciar una de las siguientes clases:

class ctypes.CDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None, use_errno=False, use_last_error=False, winmode=None)

Las instancias de esta clase representan bibliotecas compartidas cargadas. Las funciones en estas bibliotecas utilizan la convención de llamada estándar de C y se supone que retornan int.

En Windows, la creación de una instancia CDLL puede fallar incluso si existe el nombre de la DLL. Cuando no se encuentra una DLL dependiente de la DLL cargada, se lanza un error OSError con el mensaje «[WinError 126] No se pudo encontrar el módulo especificado». Este mensaje de error no contiene el nombre de DLL que falta porque la API de Windows no retorna esta información, lo que dificulta el diagnóstico de este error. Para resolver este error y determinar qué DLL no se encuentra, debe buscar la lista de DLL dependientes y determinar cuál no se encuentra utilizando las herramientas de depuración y seguimiento de Windows.

Distinto en la versión 3.12: The name parameter can now be a path-like object.

Ver también

Herramienta Microsoft DUMPBIN – Una herramienta para encontrar dependientes de DLL.

class ctypes.OleDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None, use_errno=False, use_last_error=False, winmode=None)

Instances of this class represent loaded shared libraries, functions in these libraries use the stdcall calling convention, and are assumed to return the windows specific HRESULT code. HRESULT values contain information specifying whether the function call failed or succeeded, together with additional error code. If the return value signals a failure, an OSError is automatically raised.

Availability: Windows

Distinto en la versión 3.3: WindowsError used to be raised, which is now an alias of OSError.

Distinto en la versión 3.12: The name parameter can now be a path-like object.

class ctypes.WinDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None, use_errno=False, use_last_error=False, winmode=None)

Instances of this class represent loaded shared libraries, functions in these libraries use the stdcall calling convention, and are assumed to return int by default.

Availability: Windows

Distinto en la versión 3.12: The name parameter can now be a path-like object.

El termino Python global interpreter lock es lanzado antes de llamar a cualquier función exportada por estas librerías, y se requiere después.

class ctypes.PyDLL(name, mode=DEFAULT_MODE, handle=None)

Las instancias de esta clase se comportan como instancias CDLL , excepto que el GIL de Python es no liberado durante la llamada a la función, y después de la ejecución de la función se comprueba si esta activo el flag de error de Python. Si el flag de error esta activado, se lanza una excepción Python.

Por lo tanto, esto sólo es útil para llamar directamente a las funciones api C de Python.

Distinto en la versión 3.12: The name parameter can now be a path-like object.

All these classes can be instantiated by calling them with at least one argument, the pathname of the shared library. If you have an existing handle to an already loaded shared library, it can be passed as the handle named parameter, otherwise the underlying platform’s dlopen() or LoadLibrary() function is used to load the library into the process, and to get a handle to it.

El parámetro mode puede utilizarse para especificar cómo se carga la biblioteca. Para más detalles, consulte la página dlopen(3) del manual. En Windows, mode es ignorado. En los sistemas posix, RTLD_NOW siempre se agrega, y no es configurable.

The use_errno parameter, when set to true, enables a ctypes mechanism that allows accessing the system errno error number in a safe way. ctypes maintains a thread-local copy of the system’s errno variable; if you call foreign functions created with use_errno=True then the errno value before the function call is swapped with the ctypes private copy, the same happens immediately after the function call.

La función ctypes.get_errno() retorna el valor de la copia privada de ctypes, y la función ctypes.set_errno() cambia la copia privada de ctypes a un nuevo valor y retorna el valor anterior.

The use_last_error parameter, when set to true, enables the same mechanism for the Windows error code which is managed by the GetLastError() and SetLastError() Windows API functions; ctypes.get_last_error() and ctypes.set_last_error() are used to request and change the ctypes private copy of the windows error code.

The winmode parameter is used on Windows to specify how the library is loaded (since mode is ignored). It takes any value that is valid for the Win32 API LoadLibraryEx flags parameter. When omitted, the default is to use the flags that result in the most secure DLL load, which avoids issues such as DLL hijacking. Passing the full path to the DLL is the safest way to ensure the correct library and dependencies are loaded.

Distinto en la versión 3.8: Añadido el parámetro winmode.

ctypes.RTLD_GLOBAL

Flag para usar como parámetro modo. En las plataformas en las que esta bandera no está disponible, se define como el cero entero.

ctypes.RTLD_LOCAL

Flag para usar como parámetro modo. En las plataformas en las que esto no está disponible, es lo mismo que RTLD_GLOBAL.

ctypes.DEFAULT_MODE

El modo por defecto que se utiliza para cargar las bibliotecas compartidas. En OSX 10.3, esto es RTLD_GLOBAL, de lo contrario es lo mismo que RTLD_LOCAL.

Las instancias de estas clases no tienen métodos públicos. Se puede acceder a las funciones exportadas por la biblioteca compartida como atributos o por índice. Tenga en cuenta que al acceder a la función a través de un atributo se almacena en caché el resultado y, por lo tanto, al acceder a él repetidamente se retorna el mismo objeto cada vez. Por otro lado, acceder a ella a través de un índice retorna un nuevo objeto cada vez:

>>> from ctypes import CDLL
>>> libc = CDLL("libc.so.6")  # On Linux
>>> libc.time == libc.time
True
>>> libc['time'] == libc['time']
False

Los siguientes atributos públicos están disponibles, su nombre comienza con un guión bajo para no chocar con los nombres de las funciones exportadas:

PyDLL._handle

El manejador del sistema usado para acceder a la biblioteca.

PyDLL._name

El nombre de la biblioteca pasado en el constructor.

Shared libraries can also be loaded by using one of the prefabricated objects, which are instances of the LibraryLoader class, either by calling the LoadLibrary() method, or by retrieving the library as attribute of the loader instance.

class ctypes.LibraryLoader(dlltype)

Clase que carga bibliotecas compartidas. dlltype debe ser uno de los tipos CDLL, PyDLL, WinDLL, o OleDLL.

__getattr__() has special behavior: It allows loading a shared library by accessing it as attribute of a library loader instance. The result is cached, so repeated attribute accesses return the same library each time.

LoadLibrary(name)

Carga una biblioteca compartida en el proceso y la retorna. Este método siempre retorna una nueva instancia de la biblioteca.

Estos cargadores prefabricados de bibliotecas están disponibles:

ctypes.cdll

Crea instancias de CDLL.

ctypes.windll

Creates WinDLL instances.

Availability: Windows

ctypes.oledll

Creates OleDLL instances.

Availability: Windows

ctypes.pydll

Crea instancias de PyDLL.

Para acceder directamente a la API C de Python, se dispone de un objeto de biblioteca compartida de Python listo-para-usar:

ctypes.pythonapi

An instance of PyDLL that exposes Python C API functions as attributes. Note that all these functions are assumed to return C int, which is of course not always the truth, so you have to assign the correct restype attribute to use these functions.

Loading a library through any of these objects raises an auditing event ctypes.dlopen with string argument name, the name used to load the library.

Accessing a function on a loaded library raises an auditing event ctypes.dlsym with arguments library (the library object) and name (the symbol’s name as a string or integer).

En los casos en los que sólo está disponible el manejador de la biblioteca en lugar del objeto, al acceder a una función se produce un evento de auditoría ctypes.dlsym/handle con los argumentos handle (el manejador de la biblioteca en bruto) y name.

Funciones foráneas

As explained in the previous section, foreign functions can be accessed as attributes of loaded shared libraries. The function objects created in this way by default accept any number of arguments, accept any ctypes data instances as arguments, and return the default result type specified by the library loader.

They are instances of a private local class _FuncPtr (not exposed in ctypes) which inherits from the private _CFuncPtr class:

>>> import ctypes
>>> lib = ctypes.CDLL(None)
>>> issubclass(lib._FuncPtr, ctypes._CFuncPtr)
True
>>> lib._FuncPtr is ctypes._CFuncPtr
False

class ctypes._CFuncPtr

Clase base para funciones foráneas C invocables.

Las instancias de funciones foráneas también son tipos de datos compatibles con C; representan punteros de funciones C.

Este comportamiento puede personalizarse asignando a los atributos especiales del objeto de la función foránea.

restype

Asigne un tipo ctypes para especificar el tipo de resultado de la función externa. Use None para void, una función que no retorna nada.

It is possible to assign a callable Python object that is not a ctypes type, in this case the function is assumed to return a C int, and the callable will be called with this integer, allowing further processing or error checking. Using this is deprecated, for more flexible post processing or error checking use a ctypes data type as restype and assign a callable to the errcheck attribute.

argtypes

Asigne una tupla de tipos ctypes para especificar los tipos de argumentos que acepta la función. Las funciones que utilizan la convención de llamada stdcall sólo pueden ser llamadas con el mismo número de argumentos que la longitud de esta tupla; las funciones que utilizan la convención de llamada C aceptan también argumentos adicionales no especificados.

When a foreign function is called, each actual argument is passed to the from_param() class method of the items in the argtypes tuple, this method allows adapting the actual argument to an object that the foreign function accepts. For example, a c_char_p item in the argtypes tuple will convert a string passed as argument into a bytes object using ctypes conversion rules.

New: It is now possible to put items in argtypes which are not ctypes types, but each item must have a from_param() method which returns a value usable as argument (integer, string, ctypes instance). This allows defining adapters that can adapt custom objects as function parameters.

errcheck

Asigne una función Python u otra llamada a este atributo. El invocable será llamado con tres o más argumentos:

callable(result, func, arguments)

result is what the foreign function returns, as specified by the restype attribute.

func es el propio objeto de la función foránea, lo que permite reutilizar el mismo objeto invocable para comprobar o postprocesar los resultados de varias funciones.

arguments es una tupla que contiene los parámetros originalmente pasados a la llamada de la función, esto permite especializar el comportamiento en los argumentos utilizados.

El objeto que retorna esta función será retornado por la llamada de la función foránea, pero también puede comprobar el valor del resultado y hacer una excepción si la llamada de la función foránea ha fallado.

En Windows, cuando una llamada a una función foránea plantea una excepción de sistema (por ejemplo, debido a una violación de acceso), será capturada y sustituida por una excepción Python adecuada. Además, un evento de auditoría ctypes.set_exception con el argumento code será levantado, permitiendo que un gancho de auditoría reemplace la excepción con la suya propia.

Algunas formas de invocar llamadas a funciones foráneas pueden lanzar un evento de auditoría ctypes.call_function con los argumentos function pointer y arguments.

Prototipos de funciones

Las funciones foráneas también pueden crearse mediante la instanciación de prototipos de funciones. Los prototipos de funciones son similares a los prototipos de funciones en C; describen una función (tipo de retorno, tipos de argumentos, convención de llamada) sin definir una implementación. Las funciones de fábrica deben ser llamadas con el tipo de resultado deseado y los tipos de argumento de la función, y pueden ser usadas como fábricas de decoradores, y como tales, ser aplicadas a las funciones a través de la sintaxis @wrapper. Ver Funciones de retrollamadas (callback) para ejemplos.

ctypes.CFUNCTYPE(restype, *argtypes, use_errno=False, use_last_error=False)

El prototipo de función retornado crea funciones que usan la convención de llamada C estándar. La función liberará el GIL durante la llamada. Si use_errno se configura a true, la copia privada de ctypes de la variable del sistema errno se intercambia con el valor real errno antes y después de la llamada; use_last_error hace lo mismo con el código de error de Windows.

ctypes.WINFUNCTYPE(restype, *argtypes, use_errno=False, use_last_error=False)

The returned function prototype creates functions that use the stdcall calling convention. The function will release the GIL during the call. use_errno and use_last_error have the same meaning as above.

Availability: Windows

ctypes.PYFUNCTYPE(restype, *argtypes)

El prototipo de función retornado crea funciones que usan la convención de llamadas de Python. La función no liberará el GIL durante la llamada.

Los prototipos de funciones creados por estas funciones de fábrica pueden ser instanciados de diferentes maneras, dependiendo del tipo y el número de los parámetros en la llamada:

prototype(address)

Retorna una función foránea en la dirección especificada que debe ser un número entero.

prototype(callable)

Crear una función de llamada C (una función de retrollamada) a partir de un callable Python.

prototype(func_spec[, paramflags])

Retorna una función foránea exportada por una biblioteca compartida. func_spec debe ser un 2-tupla (name_or_ordinal, library). El primer elemento es el nombre de la función exportada como cadena, o el ordinal de la función exportada como entero pequeño. El segundo elemento es la instancia de la biblioteca compartida.

prototype(vtbl_index, name[, paramflags[, iid]])

Retorna una función foránea que llamará a un método COM. vtbl_index es el índice de la tabla de funciones virtuales, un pequeño entero no negativo. name es el nombre del método COM. iid es un puntero opcional para el identificador de la interfaz que se utiliza en el informe de errores extendido.

If iid is not specified, an OSError is raised if the COM method call fails. If iid is specified, a COMError is raised instead.

COM methods use a special calling convention: They require a pointer to the COM interface as first argument, in addition to those parameters that are specified in the argtypes tuple.

El parámetro opcional paramflags crea envoltorios de funciones foráneas con mucha más funcionalidad que las características descritas anteriormente.

paramflags must be a tuple of the same length as argtypes.

Cada elemento de esta tupla contiene más información sobre un parámetro, debe ser una tupla que contenga uno, dos o tres elementos.

El primer elemento es un entero que contiene una combinación de flags de dirección para el parámetro:

1

Especifica un parámetro de entrada a la función.

2

Parámetro de salida. La función foránea rellena un valor.

4

Parámetro de entrada que por defecto es el cero entero.

El segundo elemento opcional es el nombre del parámetro como cadena. Si se especifica esto, se puede llamar a la función foránea con parámetros con nombre.

El tercer elemento opcional es el valor por defecto de este parámetro.

The following example demonstrates how to wrap the Windows MessageBoxW function so that it supports default parameters and named arguments. The C declaration from the windows header file is this:

WINUSERAPI int WINAPI
MessageBoxW(
    HWND hWnd,
    LPCWSTR lpText,
    LPCWSTR lpCaption,
    UINT uType);

Aquí está el envoltorio con ctypes:

>>> from ctypes import c_int, WINFUNCTYPE, windll
>>> from ctypes.wintypes import HWND, LPCWSTR, UINT
>>> prototype = WINFUNCTYPE(c_int, HWND, LPCWSTR, LPCWSTR, UINT)
>>> paramflags = (1, "hwnd", 0), (1, "text", "Hi"), (1, "caption", "Hello from ctypes"), (1, "flags", 0)
>>> MessageBox = prototype(("MessageBoxW", windll.user32), paramflags)

La función foránea de MessageBox puede ser llamada de esta manera:

>>> MessageBox()
>>> MessageBox(text="Spam, spam, spam")
>>> MessageBox(flags=2, text="foo bar")

Un segundo ejemplo demuestra los parámetros de salida. La función GetWindowRect de win32 retorna las dimensiones de una ventana especificada copiándolas en la estructura RECT que la persona que llama tiene que suministrar. Aquí está la declaración C:

WINUSERAPI BOOL WINAPI
GetWindowRect(
     HWND hWnd,
     LPRECT lpRect);

Aquí está el envoltorio con ctypes:

>>> from ctypes import POINTER, WINFUNCTYPE, windll, WinError
>>> from ctypes.wintypes import BOOL, HWND, RECT
>>> prototype = WINFUNCTYPE(BOOL, HWND, POINTER(RECT))
>>> paramflags = (1, "hwnd"), (2, "lprect")
>>> GetWindowRect = prototype(("GetWindowRect", windll.user32), paramflags)
>>>

Las funciones con parámetros de salida retornarán automáticamente el valor del parámetro de salida si hay uno solo, o una tupla que contiene los valores del parámetro de salida cuando hay más de uno, por lo que la función GetWindowRect retorna ahora una instancia RECT, cuando se llama.

Output parameters can be combined with the errcheck protocol to do further output processing and error checking. The win32 GetWindowRect api function returns a BOOL to signal success or failure, so this function could do the error checking, and raises an exception when the api call failed:

>>> def errcheck(result, func, args):
...     if not result:
...         raise WinError()
...     return args
...
>>> GetWindowRect.errcheck = errcheck
>>>

If the errcheck function returns the argument tuple it receives unchanged, ctypes continues the normal processing it does on the output parameters. If you want to return a tuple of window coordinates instead of a RECT instance, you can retrieve the fields in the function and return them instead, the normal processing will no longer take place:

>>> def errcheck(result, func, args):
...     if not result:
...         raise WinError()
...     rc = args[1]
...     return rc.left, rc.top, rc.bottom, rc.right
...
>>> GetWindowRect.errcheck = errcheck
>>>

Funciones de utilidad

ctypes.addressof(obj)

Retorna la dirección del buffer de memoria como un entero. obj debe ser una instancia de tipo ctypes.

Lanza un auditing event ctypes.addressof con el argumento obj.

ctypes.alignment(obj_or_type)

Retorna los requerimientos de alineación de un tipo de ctypes. obj_or_type debe ser un tipo o instancia ctypes.

ctypes.byref(obj[, offset])

Retorna un puntero ligero a obj, que debe ser un ejemplo de un tipo de ctypes. offset es por defecto cero, y debe ser un entero que se añadirá al valor del puntero interno.

byref(obj, offset) corresponde a este código C:

(((char *)&obj) + offset)

El objeto retornado sólo puede ser utilizado como un parámetro de llamada de función foránea. Se comporta de manera similar a pointer(obj), pero la construcción es mucho más rápida.

ctypes.cast(obj, type)

Esta función es similar a la del operador de reparto en C. retorna una nueva instancia de type que apunta al mismo bloque de memoria que obj. type debe ser un tipo de puntero, y obj debe ser un objeto que pueda ser interpretado como un puntero.

ctypes.create_string_buffer(init_or_size, size=None)

Esta función crea un búfer de caracteres mutables. El objeto retornado es un arreglo de ctypes de c_char.

init_or_size debe ser un número entero que especifique el tamaño del arreglo, o un objeto de bytes que se utilizará para inicializar los elementos del arreglo.

Si se especifica un objeto bytes como primer argumento, el buffer se hace un elemento más grande que su longitud, de modo que el último elemento del arreglo es un carácter de terminación NUL. Se puede pasar un entero como segundo argumento que permite especificar el tamaño del arreglo si no se debe utilizar la longitud de los bytes.

Lanza un auditing event ctypes.create_string_buffer con argumentos init, size.

ctypes.create_unicode_buffer(init_or_size, size=None)

Esta función crea un búfer de caracteres unicode mutable. El objeto retornado es un arreglo de ctypes de c_wchar.

init_or_size debe ser un entero que especifique el tamaño del arreglo, o una cadena que se utilizará para inicializar los elementos del arreglo.

Si se especifica una cadena como primer argumento, el búfer se hace un elemento más grande que la longitud de la cadena, de modo que el último elemento del arreglo es un carácter de terminación NUL. Se puede pasar un entero como segundo argumento que permite especificar el tamaño del arreglo si no se debe utilizar la longitud de la cadena.

Lanza un auditing event ctypes.create_unicode_buffer con argumentos init, size.

ctypes.DllCanUnloadNow()

This function is a hook which allows implementing in-process COM servers with ctypes. It is called from the DllCanUnloadNow function that the _ctypes extension dll exports.

Availability: Windows

ctypes.DllGetClassObject()

This function is a hook which allows implementing in-process COM servers with ctypes. It is called from the DllGetClassObject function that the _ctypes extension dll exports.

Availability: Windows

ctypes.util.find_library(name)

Intenta encontrar una biblioteca y retornar un nombre de ruta. name es el nombre de la biblioteca sin ningún prefijo como lib, sufijo como .so, .dylib o número de versión (esta es la forma usada para la opción del enlazador posix -l). Si no se puede encontrar ninguna biblioteca, retorna None.

La funcionalidad exacta depende del sistema.

ctypes.util.find_msvcrt()

Returns the filename of the VC runtime library used by Python, and by the extension modules. If the name of the library cannot be determined, None is returned.

Si necesita liberar memoria, por ejemplo, asignada por un módulo de extensión con una llamada al free(void *), es importante que utilice la función en la misma biblioteca que asignó la memoria.

Availability: Windows

ctypes.FormatError([code])

Returns a textual description of the error code code. If no error code is specified, the last error code is used by calling the Windows api function GetLastError.

Availability: Windows

ctypes.GetLastError()

Returns the last error code set by Windows in the calling thread. This function calls the Windows GetLastError() function directly, it does not return the ctypes-private copy of the error code.

Availability: Windows

ctypes.get_errno()

Retorna el valor actual de la copia ctypes-private de la variable de sistema errno en el hilo de llamada.

Lanza un auditing event ctypes.get_errno sin argumentos.

ctypes.get_last_error()

Returns the current value of the ctypes-private copy of the system LastError variable in the calling thread.

Availability: Windows

Lanza un auditing event ctypes.get_last_error sin argumentos.

ctypes.memmove(dst, src, count)

Igual que la función de la biblioteca estándar de C memmove: copia count bytes de src a dst. dst y src deben ser enteros o instancias ctypes que pueden ser convertidos en punteros.

ctypes.memset(dst, c, count)

Igual que la función de la biblioteca estándar de C memset C: llena el bloque de memoria en la dirección dst con count bytes de valor c. dst debe ser un número entero que especifique una dirección, o una instancia ctypes.

ctypes.POINTER(type, /)

Create and return a new ctypes pointer type. Pointer types are cached and reused internally, so calling this function repeatedly is cheap. type must be a ctypes type.

ctypes.pointer(obj, /)

Create a new pointer instance, pointing to obj. The returned object is of the type POINTER(type(obj)).

Nota: Si sólo quieres pasar un puntero a un objeto a una llamada de función foránea, deberías usar byref(obj) que es mucho más rápido.

ctypes.resize(obj, size)

Esta función redimensiona el búfer de memoria interna de obj, que debe ser una instancia de tipo ctypes. No es posible hacer el buffer más pequeño que el tamaño nativo del tipo de objetos, como lo indica size of (type(obj)), pero es posible agrandar el buffer.

ctypes.set_errno(value)

Poner el valor actual de la copia ctypes-private de la variable del sistema errno en el hilo de llamada a valor y retornar el valor anterior.

Lanza un auditing event ctypes.set_errno con argumento errno.

ctypes.set_last_error(value)

Sets the current value of the ctypes-private copy of the system LastError variable in the calling thread to value and return the previous value.

Availability: Windows

Lanza un auditing event ctypes.set_last_error con argumento error.

ctypes.sizeof(obj_or_type)

Retorna el tamaño en bytes de un buffer de memoria tipo ctypes o instancia. Hace lo mismo que el operador C sizeof.

ctypes.string_at(ptr, size=-1)

Return the byte string at void *ptr. If size is specified, it is used as size, otherwise the string is assumed to be zero-terminated.

Raises an auditing event ctypes.string_at with arguments ptr, size.

ctypes.WinError(code=None, descr=None)

This function is probably the worst-named thing in ctypes. It creates an instance of OSError. If code is not specified, GetLastError is called to determine the error code. If descr is not specified, FormatError() is called to get a textual description of the error.

Availability: Windows

Distinto en la versión 3.3: An instance of WindowsError used to be created, which is now an alias of OSError.

ctypes.wstring_at(ptr, size=-1)

Return the wide-character string at void *ptr. If size is specified, it is used as the number of characters of the string, otherwise the string is assumed to be zero-terminated.

Raises an auditing event ctypes.wstring_at with arguments ptr, size.

Tipos de datos

class ctypes._CData

Esta clase no pública es la clase de base común de todos los tipos de datos de los ctypes. Entre otras cosas, todas las instancias de tipo ctypes contienen un bloque de memoria que contiene datos compatibles con C; la dirección del bloque de memoria es retornada por la función de ayuda addressof(). Otra variable de instancia se expone como _objetos; ésta contiene otros objetos de Python que deben mantenerse vivos en caso de que el bloque de memoria contenga punteros.

Métodos comunes de tipos de datos ctypes, estos son todos métodos de clase (para ser exactos, son métodos del metaclass):

from_buffer(source[, offset])

Este método retorna una instancia ctypes que comparte el buffer del objeto source. El objeto source debe soportar la interfaz del buffer de escritura. El parámetro opcional offset especifica un offset en el buffer de la fuente en bytes; el valor por defecto es cero. Si el buffer de la fuente no es lo suficientemente grande se lanza un ValueError.

Lanza un auditing event ctypes.cdata/buffer con argumentos pointer, size, offset.

from_buffer_copy(source[, offset])

Este método crea una instancia ctypes, copiando el buffer del buffer de objetos source que debe ser legible. El parámetro opcional offset especifica un offset en el buffer de origen en bytes; el valor por defecto es cero. Si el buffer de fuente no es lo suficientemente grande se lanza un ValueError.

Lanza un auditing event ctypes.cdata/buffer con argumentos pointer, size, offset.

from_address(address)

Este método retorna una instancia de tipo ctypes utilizando la memoria especificada por address que debe ser un entero.

Este método, y otros que indirectamente llaman a este método, lanzan un auditing event ctypes.cdata con argumento address.

from_param(obj)

This method adapts obj to a ctypes type. It is called with the actual object used in a foreign function call when the type is present in the foreign function’s argtypes tuple; it must return an object that can be used as a function call parameter.

Todos los tipos de datos ctypes tienen una implementación por defecto de este método de clase que normalmente retorna obj si es una instancia del tipo. Algunos tipos aceptan también otros objetos.

in_dll(library, name)

Este método retorna una instancia de tipo ctypes exportada por una biblioteca compartida. name es el nombre del símbolo que exporta los datos, library es la biblioteca compartida cargada.

Variables de instancia común de los tipos de datos de ctypes:

_b_base_

A veces, las instancias de datos ctypes no poseen el bloque de memoria que contienen, sino que comparten parte del bloque de memoria de un objeto base. El miembro de sólo lectura _b_base_ es el objeto raíz ctypes que posee el bloque de memoria.

_b_needsfree_

Esta variable de sólo lectura es verdadera cuando la instancia de datos ctypes ha sido asignada a el propio bloque de memoria, falsa en caso contrario.

_objects

Este miembro es None o un diccionario que contiene objetos de Python que deben mantenerse vivos para que el contenido del bloque de memoria sea válido. Este objeto sólo se expone para su depuración; nunca modifique el contenido de este diccionario.

Tipos de datos fundamentales

class ctypes._SimpleCData

Esta clase no pública es la clase base de todos los tipos de datos de ctypes fundamentales. Se menciona aquí porque contiene los atributos comunes de los tipos de datos de ctypes fundamentales. _SimpleCData es una subclase de _CData, por lo que hereda sus métodos y atributos. Los tipos de datos ctypes que no son y no contienen punteros ahora pueden ser archivados.

Los instancias tienen un solo atributo:

value

Este atributo contiene el valor real de la instancia. Para los tipos enteros y punteros, es un entero, para los tipos de caracteres, es un objeto o cadena de bytes de un solo carácter, para los tipos de punteros de caracteres es un objeto o cadena de bytes de Python.

Cuando el atributo value se recupera de una instancia ctypes, normalmente se retorna un nuevo objeto cada vez. ctypes no implementa el retorno del objeto original, siempre se construye un nuevo objeto. Lo mismo ocurre con todas las demás instancias de objetos ctypes.

Fundamental data types, when returned as foreign function call results, or, for example, by retrieving structure field members or array items, are transparently converted to native Python types. In other words, if a foreign function has a restype of c_char_p, you will always receive a Python bytes object, not a c_char_p instance.

Subclasses of fundamental data types do not inherit this behavior. So, if a foreign functions restype is a subclass of c_void_p, you will receive an instance of this subclass from the function call. Of course, you can get the value of the pointer by accessing the value attribute.

Estos son los tipos de datos fundamentales de ctypes:

class ctypes.c_byte

Representa el tipo de datos C signed char e interpreta el valor como un entero pequeño. El constructor acepta un inicializador entero opcional; no se realiza ninguna comprobación de desbordamiento.

class ctypes.c_char

Representa el tipo de datos C char e interpreta el valor como un solo carácter. El constructor acepta un inicializador de cadena opcional, la longitud de la cadena debe ser exactamente un carácter.

class ctypes.c_char_p

Representa el tipo de datos C char* cuando apunta a una cadena terminada en cero. Para un puntero de carácter general que también puede apuntar a datos binarios, se debe usar POINTER(c_char). El constructor acepta una dirección entera o un objeto de bytes.

class ctypes.c_double

Representa el tipo de datos C double. El constructor acepta un inicializador flotante opcional.

class ctypes.c_longdouble

Representa el tipo de datos C long double. El constructor acepta un inicializador flotante opcional. En plataformas donde sizeof(long double) == sizeof(double) es un alias de c_double.

class ctypes.c_float

Representa el tipo de datos C float. El constructor acepta un inicializador flotante opcional.

class ctypes.c_double_complex

Represents the C double complex datatype, if available. The constructor accepts an optional complex initializer.

Added in version 3.14.

class ctypes.c_float_complex

Represents the C float complex datatype, if available. The constructor accepts an optional complex initializer.

Added in version 3.14.

class ctypes.c_longdouble_complex

Represents the C long double complex datatype, if available. The constructor accepts an optional complex initializer.

Added in version 3.14.

class ctypes.c_int

Representa el tipo de datos C signed int. El constructor acepta un inicializador entero opcional; no se realiza ninguna comprobación de desbordamiento. En plataformas donde sizeof(int) == sizeof(long) es un alias de c_long.

class ctypes.c_int8

Representa el tipo de datos signed int de C de 8 bits. Por lo general, un alias para c_byte.

class ctypes.c_int16

Representa el tipo de datos signed int de C de 16 bits. Por lo general, un alias para c_short.

class ctypes.c_int32

Representa el tipo de datos signed int de C de 32 bits. Por lo general, un alias para c_int.

class ctypes.c_int64

Representa el tipo de datos signed int de C de 64 bits. Por lo general, un alias para c_longlong.

class ctypes.c_long

Representa el tipo de datos C signed long. El constructor acepta un inicializador entero opcional; no se realiza ninguna comprobación de desbordamiento.

class ctypes.c_longlong

Representa el tipo de datos C signed long long. El constructor acepta un inicializador entero opcional; no se realiza ninguna comprobación de desbordamiento.

class ctypes.c_short

Representa el tipo de datos C signed short. El constructor acepta un inicializador entero opcional; no se realiza ninguna comprobación de desbordamiento.

class ctypes.c_size_t

Representa el tipo de datos C size_t.

class ctypes.c_ssize_t

Representa el tipo de datos C ssize_t.

Added in version 3.2.

class ctypes.c_time_t

Represents the C time_t datatype.

Added in version 3.12.

class ctypes.c_ubyte

Representa el tipo de datos C unsigned char, interpreta el valor como un entero pequeño. El constructor acepta un inicializador entero opcional; no se realiza ninguna comprobación de desbordamiento.

class ctypes.c_uint

Representa el tipo de datos C unsigned int. El constructor acepta un inicializador entero opcional; no se realiza ninguna comprobación de desbordamiento. En plataformas donde sizeof(int) == sizeof(long) es un alias para c_ulong.

class ctypes.c_uint8

Representa el tipo de datos unsigned int de C de 8 bits. Por lo general, un alias para c_ubyte.

class ctypes.c_uint16

Representa el tipo de datos unsigned int de C de 16 bits. Por lo general, un alias para c_ushort.

class ctypes.c_uint32

Representa el tipo de datos unsigned int de C de 32 bits. Por lo general, un alias para c_uint.

class ctypes.c_uint64

Representa el tipo de datos unsigned int de C de 64 bits. Por lo general, un alias para c_ulonglong.

class ctypes.c_ulong

Representa el tipo de datos C unsigned long. El constructor acepta un inicializador entero opcional; no se realiza ninguna comprobación de desbordamiento.

class ctypes.c_ulonglong

Representa el tipo de datos C unsigned long long. El constructor acepta un inicializador entero opcional; no se realiza ninguna comprobación de desbordamiento.

class ctypes.c_ushort

Representa el tipo de datos C unsigned short. El constructor acepta un inicializador entero opcional; no se realiza ninguna comprobación de desbordamiento.

class ctypes.c_void_p

Representa el tipo C void*. El valor se representa como un número entero. El constructor acepta un inicializador entero opcional.

class ctypes.c_wchar

Represents the C wchar_t datatype, and interprets the value as a single character unicode string. The constructor accepts an optional string initializer, the length of the string must be exactly one character.

class ctypes.c_wchar_p

Representa el tipo de datos C wchar_t*, que debe ser un puntero a una cadena de caracteres anchos terminada en cero. El constructor acepta una dirección entera o una cadena.

class ctypes.c_bool

Representa el tipo de dato C bool (más precisamente, _Bool de C99). Su valor puede ser True o False, y el constructor acepta cualquier objeto que tenga un valor de verdad.

class ctypes.HRESULT

Represents a HRESULT value, which contains success or error information for a function or method call.

Availability: Windows

class ctypes.py_object

Representa el tipo de dato de C PyObject*. Llamar esto sin un argumento crea un puntero PyObject* NULL.

The ctypes.wintypes module provides quite some other Windows specific data types, for example HWND, WPARAM, or DWORD. Some useful structures like MSG or RECT are also defined.

Tipos de datos estructurados

class ctypes.Union(*args, **kw)

Clase base abstracta para uniones en orden de bytes nativos.

Unions share common attributes and behavior with structures; see Structure documentation for details.

class ctypes.BigEndianUnion(*args, **kw)

Clase base abstracta para uniones en orden de bytes big endian.

Added in version 3.11.

class ctypes.LittleEndianUnion(*args, **kw)

Clase base abstracta para uniones en orden de bytes little endian.

Added in version 3.11.

class ctypes.BigEndianStructure(*args, **kw)

Clase base abstracta para estructuras en orden de bytes big endian.

class ctypes.LittleEndianStructure(*args, **kw)

Clase base abstracta para estructuras en orden de bytes little endian.

Las estructuras y uniones con un orden de bytes no nativo no pueden contener campos de tipo puntero ni ningún otro tipo de datos que contenga campos de tipo puntero.

class ctypes.Structure(*args, **kw)

Clase base abstracta para estructuras en orden de bytes native.

La estructura concreta y los tipos de unión deben crearse subclasificando uno de estos tipos, y al menos definir una variable de clase _fields_. ctypes creará descriptors que permitan leer y escribir los campos por accesos directos de atributos. Estos son los

_fields_

Una secuencia que define los campos de estructura. Los elementos deben ser de 2 o 3 tuplas. El primer ítem es el nombre del campo, el segundo ítem especifica el tipo de campo; puede ser cualquier tipo de datos ctypes.

Para los campos de tipo entero como c_int, se puede dar un tercer elemento opcional. Debe ser un pequeño entero positivo que defina el ancho de bit del campo.

Los nombres de los campos deben ser únicos dentro de una estructura o unión. Esto no se comprueba, sólo se puede acceder a un campo cuando los nombres se repiten.

Es posible definir la variable de clase _fields_ después de la sentencia de clase que define la subclase Estructura, esto permite crear tipos de datos que se refieren directa o indirectamente a sí mismos:

class List(Structure):
    pass
List._fields_ = [("pnext", POINTER(List)),
                 ...
                ]

The _fields_ class variable can only be set once. Later assignments will raise an AttributeError.

Additionally, the _fields_ class variable must be defined before the structure or union type is first used: an instance or subclass is created, sizeof() is called on it, and so on. Later assignments to _fields_ will raise an AttributeError. If _fields_ has not been set before such use, the structure or union will have no own fields, as if _fields_ was empty.

Sub-subclasses of structure types inherit the fields of the base class plus the _fields_ defined in the sub-subclass, if any.

_pack_

An optional small integer that allows overriding the alignment of structure fields in the instance. _pack_ must already be defined when _fields_ is assigned, otherwise it will have no effect. Setting this attribute to 0 is the same as not setting it at all.

_align_

An optional small integer that allows overriding the alignment of the structure when being packed or unpacked to/from memory. Setting this attribute to 0 is the same as not setting it at all.

Added in version 3.13.

_layout_

An optional string naming the struct/union layout. It can currently be set to:

• "ms": the layout used by the Microsoft compiler (MSVC). On GCC and Clang, this layout can be selected with __attribute__((ms_struct)).

• "gcc-sysv": the layout used by GCC with the System V or “SysV-like” data model, as used on Linux and macOS. With this layout, _pack_ must be unset or zero.

If not set explicitly, ctypes will use a default that matches the platform conventions. This default may change in future Python releases (for example, when a new platform gains official support, or when a difference between similar platforms is found). Currently the default will be:

• On Windows: "ms"

• When _pack_ is specified: "ms"

• Otherwise: "gcc-sysv"

_layout_ must already be defined when _fields_ is assigned, otherwise it will have no effect.

_anonymous_

Una secuencia opcional que enumera los nombres de los campos sin nombre (anónimos). _anonymous_ debe estar ya definida cuando se asigna _fields_, de lo contrario no tendrá ningún efecto.

Los campos listados en esta variable deben ser campos de tipo estructura o unión. ctypes creará descriptores en el tipo de estructura que permitan acceder a los campos anidados directamente, sin necesidad de crear el campo de estructura o unión.

Aquí hay un tipo de ejemplo (Windows):

class _U(Union):
    _fields_ = [("lptdesc", POINTER(TYPEDESC)),
                ("lpadesc", POINTER(ARRAYDESC)),
                ("hreftype", HREFTYPE)]

class TYPEDESC(Structure):
    _anonymous_ = ("u",)
    _fields_ = [("u", _U),
                ("vt", VARTYPE)]

La estructura TYPEDESC describe un tipo de datos COM, el campo vt especifica cuál de los campos de unión es válido. Como el campo u está definido como campo anónimo, ahora es posible acceder a los miembros directamente desde la instancia TYPEDESC. td.lptdesc y td.u.lptdesc son equivalentes, pero el primero es más rápido ya que no necesita crear una instancia de unión temporal:

td = TYPEDESC()
td.vt = VT_PTR
td.lptdesc = POINTER(some_type)
td.u.lptdesc = POINTER(some_type)

Es posible definir subclases de estructuras, que heredan los campos de la clase base. Si la definición de la subclase tiene una variable _fields_ separada, los campos especificados en ella se añaden a los campos de la clase base.

Los constructores de estructuras y uniones aceptan tanto argumentos posicionales como de palabras clave. Los argumentos posicionales se usan para inicializar los campos de los miembros en el mismo orden en que aparecen en _fields_. Los argumentos de palabras clave en el constructor se interpretan como asignaciones de atributos, por lo que inicializarán _fields_ con el mismo nombre, o crearán nuevos atributos para nombres no presentes en _fields_.

Arreglos y punteros

class ctypes.Array(*args)

Clase base abstracta para arreglos.

La forma recomendada de crear tipos de arreglos concretos es multiplicando cualquier tipo de datos ctypes con un número entero no negativo. Como alternativa, puede subclasificar este tipo y definir variables de clase _length_ y _type_. Los elementos del arreglo se pueden leer y escribir utilizando subíndices estándar y accesos de segmento; para lecturas de segmentos, el objeto resultante no es en sí mismo, un Array.

_length_

Un número entero positivo que especifica el número de elementos del conjunto. Los subíndices fuera de rango dan como resultado un IndexError. Será retornado por len().

_type_

Especifica el tipo de cada elemento del arreglo.

Los constructores de subclases de arreglos aceptan argumentos posicionales, usados para inicializar los elementos en orden.

ctypes.ARRAY(type, length)

Create an array. Equivalent to type * length, where type is a ctypes data type and length an integer.

This function is soft deprecated in favor of multiplication. There are no plans to remove it.

class ctypes._Pointer

Clase base, privada y abstracta para punteros.

Los tipos de punteros concretos se crean llamando a POINTER() con el tipo que será apuntado; esto se hace automáticamente por pointer().

Si un puntero apunta a un arreglo, sus elementos pueden ser leídos y escritos usando accesos de subíndices y cortes estándar. Los objetos punteros no tienen tamaño, así que len() lanzará un TypeError. Los subíndices negativos se leerán de la memoria antes que el puntero (como en C), y los subíndices fuera de rango probablemente se bloqueen con una violación de acceso (si tienes suerte).

_type_

Especifica el tipo apuntado.

contents

Retorna el objeto al que el puntero apunta. Asignando a este atributo cambia el puntero para que apunte al objeto asignado.

Exceptions

exception ctypes.ArgumentError

Esta excepción se lanza cuando una llamada a una función foránea no puede convertir uno de los argumentos pasados.

exception ctypes.COMError(hresult, text, details)

This exception is raised when a COM method call failed.

hresult

The integer value representing the error code.

text

The error message.

details

The 5-tuple (descr, source, helpfile, helpcontext, progid).

descr is the textual description. source is the language-dependent ProgID for the class or application that raised the error. helpfile is the path of the help file. helpcontext is the help context identifier. progid is the ProgID of the interface that defined the error.

Availability: Windows

Added in version 3.14.0a2 (unreleased).