【python应用】Python也能使用动态链接库

前言

动态链接库(DLL)想必大家都不陌生了吧，C/C++编程经常会用到，那么，它跟我们的Python有什么关系？要说关系恐怕也就是Python是用C写的了，不过，还有一点更重要的关系，那就是Python可以调用C函数，这一点，在Pywin32中有所体现。下面我们就来详细了解下到底Python使用动态链接库是怎么回事吧。

一、神秘的模块

我们都知道C语言是比较靠近底层的语言，所以我们要想使用动态链接库就要给Python和C构建一座桥梁。今天我们要说的这座桥梁就是---Ctypes。

二、安装并导入Ctypes

系统自带有该模块，若没有，安装Pywin32也就有了。

from ctypes import *

三、认识动态链接库

动态链接库在linux 系统中表现为“.so”的后缀文件，而在Windows中表现为”.dll“的后缀文件。

四、初步了解Ctypes

安装好后我们需要对Ctypes做一个大致的了解，首先我们得先查看它的所有函数及其方法。

接下来我们就将对这些方法做一个简单的了解，并且配上一个小实例让大家看了之后更容易懂，让天底下不再有十分艰难的编程问题存在是我们的宗旨。

五、Ctypes的基本用法

5.1 数据类型

Ctypes很完美的契合了C的数据类型，丰富多样，下面我们来看看吧：

ctypes 类型	C 类型	Python 类型
c_bool	_Bool	bool (1)
c_char	char	单字符字节对象
c_wchar	wchar_t	单字符字符串
c_byte	char	整型
c_ubyte	unsigned char	整型
c_short	short	整型
c_ushort	unsigned short	整型
c_int	int	整型
c_uint	unsigned int	整型
c_long	long	整型
c_ulong	unsigned long	整型
c_longlong	__int64 或 long long	整型
c_ulonglong	unsigned __int64 或 unsigned long long	整型
c_size_t	size_t	整型
c_ssize_t	ssize_t 或 Py_ssize_t 整型
c_float	float	浮点数
c_double	double	浮点数
c_longdouble	long double	浮点数
c_char_p	char * (以 NUL 结尾)	字节串对象或 None
c_wchar_p	wchar_t * (以 NUL 结尾)	字符串或 None
c_void_p	void *	int 或 None

我们可以看到这些都是可以在Python中使用的C语言数据类型。我们一起来看看它的用处吧：

我们可以看到这些基本就是数据类型的使用方法了，也是挺简单的。

5.2 操作变量

刚刚我们定义了许多类型的变量，下面我们像使用C语言变量一样来使用它们。
1、访问变量的值

it.value

2、修改变量的值

it.value=43  #直接赋值，即可修改

3、给变量添加指针

#强指针
pt=pointer(it)  pointer(c_int(10)) #定义指针，指向变量 pt,pt是指针内存地址
pt.contents     #指针所指的对象
#弱指针 比强指针速度快
byref(it,4) #it:c的实例  4：偏移量
#返回一个指针的图片来做一个C实例,只可用作为函数参数

上面的指针只是简单的创建了指针实例，还有一种方法可以指定指针类型，然后进行创建：

aa=POINTER(c_int) #创建指针
aa(c_int(43))     #创建指针实例
aa(c_int(43)).contents.value#获取指针的值

也可以创建一个空指针：

POINTER(c_int)() #创建空指针，空指针是一个bool值

可以看出空指针没有Contents属性。

也可以使用抽象基类“_Pointer”来完成指针的操作：

import ctypes
class ss(ctypes._Pointer): #这里必须带上ctypes，否则会报错_type_=c_intcontents=c_float
aa=ss(c_int(10)) #指定对象类型为整形
print(aa.contents) #替换为浮点类型

5.3 创建修改缓冲

Ctypes定义的指针类型是不可以修改的，如果需要在C函数中被修改，需要使用一些函数来修改，下面来看看：
1、字符缓冲

p=create_string_buffer(4)           #创建一个4字节缓冲区 初始化为空字节
create_string_buffer(b"Hello")      #创建一个包含空字符结尾字符串缓冲区
create_string_buffer(b"Hello", 10)   #创建一个10字节缓冲区
print(sizeof(p),repr(p.raw)) #内存块大小 字节信息

2、unicode缓冲

a=create_unicode_buffer(5)  #创建一个10字节的unicode字符缓冲区
create_unicode_buffer('ffsa') 
create_unicode_buffer('ffsa',5) #结尾空字符
print(sizeof(a))  #内存块大小

5.4 调用动态链接库

动态链接库的调用方法很多，任你挑选。

CDLL(xx.dll)
OleDLL(xx.dll)
PyDLL(xx.dll)
WinDLL(xx.dll)
cdll.LoadLibrary(xx.dll)
oledll.LoadLibrary(xx.dll)
pydll.LoadLibrary(xx.dll)
windll.LoadLibrary(xx.dll)
#也可使用链接库读取器LibraryLoader，它也同样支持上面的八种方式
LibraryLoader(CDLL('C:\\Windows\\System32\\user32.dll'))
LibraryLoader(cdll.LoadLibrary('C:\\Windows\\System32\\user32.dll'))

综上所述，调用动态链接库的方法共有16种之多。

5.5 查找动态链接库

from ctypes.util import find_library
find_library('user32')# 查找

5.6 调用动态链接库函数

dll=windll.LoadLibrary(xx.dll)
dll.函数名

5.7 Ｗindows Api函数

所有的Ｗindow Api 函数都包含在Dll中，其中有几个非常重要的Dll：

kernel32.dll    #用于管理内存、进程和线程的各个函数
user32.dll      #用于创建用户界面的各个函数
gdi32.dll       #用于画图和显示文本的各个函数
advapi32.dll    #用于操作注册表、系统终止与重启、Windows服务启动/停止/创建、账户管理的各个函数
shell32.dll     #用于访问操作系统shell提供的功能
netapi32.dll    #用于访问操作系统提供的各种通信功能
comctl32.dll    #用于访问操作系统的状态条、进度条、工具条等功能
comdlg32.dll    #用于管理文件打开、文件保存、颜色字体选择等标准对话框

#调用这些dll非常简单：
windll.gdi32  #即可

5.8 获取模块头

windll.kernel32#同时导出同一个函数的ANSI版本(GetModuleHandleA)和UNICODE版(GetModuleHandleW)
windll.kernel32.GetModuleHandleA(0) #里面只允许有0或者None,其它会报错
windll.kernel32.GetModuleHandleW()

5.9 Dll基本信息获取

当我们读取Dll后有时候需要对它的路径或者句柄进行操作，这个时候我们需要获取这些参数：
1、获取窗口句柄

dll._handle

2、获取Dll绝对路径

dll._name

5.10 调用Python中的Os模块中的所有方法

这个自是不必说，与Os模块密切相关。

os=ctypes._os
os.getcwd()

5.11 打印字符长度

windll.msvcrt.printf(b'fsfs') #不支持中文输出 输出为4
windll.msvcrt.printf('fsfs')  #输出为2
#以下情况与上相同
cdll.msvcrt.printf('fsfs')
pydll.msvcrt.printf('fsfs')
oledll.msvcrt.printf('fsfs')

5.12 获取C实例内部缓冲区地址

addressof(c_int(30))

5.13 判断是否有管理员权限

windll.shell32.IsUserAnAdmin()
cdll.shell32.IsUserAnAdmin()
pydll.shell32.IsUserAnAdmin()
oledll.shell32.IsUserAnAdmin()
#结果返回1则表示有，否则无

通过判断当前用户是否为管理员用户后，我可以进行下一步操作，如果是则打开浏览器，如果不是则尝试打开：

import ctypes, sys
def admin():try:aa=ctypes.windll.shell32.IsUserAnAdmin()except:returnfinally:return aa
if admin()==1:os.popen(r'E:\360browser\360se6\Application\360se.exe')
else:if sys.version_info[0] == 3:ctypes.windll.shell32.ShellExecuteW(0, "runas", sys.executable,'',__file__,0)else:print('版本太低，不支持2.0')#sys.executable：python主程序的绝对路径
#__file__：当前程序的绝对路径

5.14 让鼠标键盘失灵

aa=cdll.LoadLibrary('C:\\Windows\\System32\\user32.dll')
aa.BlockInput(True)#键盘鼠标被锁定
time.sleep(5) # 锁定五秒
aa.BlockInput(False)  #被释放

5.15 打开文件或者应用程序

aa=windll.shell32.ShellExecuteW(0,'open','C:\\Windows\\System32\\notepad.exe','',os.path.join(os.path.dirname(__file__),'OSI.txt'),0)
#参数1：父窗口的句柄，如果没有父窗口，则为0
#参数2：要运行的操作，如：runas,open,print
#参数3：要运行的程序绝对路径
#参数4：给程序传递的参数，如果打开的是文件则为空
#参数5：要打开的文件的绝对路径
#参数6：是否显示窗口 0:后台打开 1:前台打开
#如果aa返回值小于32则表示打开失败
aa.bit_length()#指定数值的二进制的长度数、宽度数

5.16 结构体和联合体

要想使用必须从Structure 和 Union 继承，子类必须定义，Fields 属性，Fields 属性必须是一个二元组的列表。

元祖中第一个是变量名，第二个是数据类型，可以是 Ctypes 任意一种变量类型。
1、结构体 Structure

也可以一次性传递多个不同数据类型的参数：

2、联合体Union

它和结构体的使用方法一样，但是结果不同，下面我们来看下：

造成这一区别的原因联合体所有成员变量共用一块内存，可以内存复用；而结构体，每个成员变量占用一块内存。

5.17 数组操作

ARRAY(type,len) #前者是Ctypes的某个类型的值，而后者是值的长度，返回一个值与长度的乘积
Array(*args) #它是一个数组抽象基类， 我们可以重写它来进行使用，
class cx(Array):_length_=100  #重写方法_length_(数组中元素的数量)_type_=c_int  #指定数组中每个元素的类型(整形)
aa=cx(12,32,43,324,54,4,32,34,52434)
print(aa[2],aa[5:7]) #利用下标或者切片访问

5.18 改变对象的内存缓冲区大小

Ctypes可以重新设置对象的内存缓冲区大小：

可以看到，此时的同一个对象内存缓冲区大小不一样

5.19 转换指向不同数据类型的指针

这里我们用到了一个神器的函数“Cast”，它可以将不同的数据类型的指针进行转换。

class bb(Structure):_fields_ = [("val", POINTER(c_int))]
b=bb()
b.val=cast((c_float*4)(1.2,3.2,4.3),POINTER(c_int))
print(b.val[1])

5.20 进程操作

aa=0x00000020 #定义正常优先级的类
ker=windll.LoadLibrary('kernel32.dll') #加载动态链接库
crk=ker.CreateProcessA #获得创建后的进程的函数地址
rk=ker.ReadProcessMemory #获得读取进程内存的函数地址
wk=ker.WriteProcessMemory #获得写入进程内存的函数地址
ker.TerminateProcess    #终止进程
print(ker,'\n',crk,'\n',rk,'\n',wk)

5.21 调用Window系统Api

就以Window 弹框函数MessageBox为例。

from ctypes import c_int, WINFUNCTYPE, windll
from ctypes.wintypes import HWND, LPCWSTR, UINT
tp = WINFUNCTYPE(c_int, HWND, LPCWSTR, LPCWSTR, UINT) #window函数类型
bt = (1, "hwnd", 0), (1, "text", "我是内容"), (1, "caption", "我是标题"), (1, "type", 0)
MessageBox =tp(("MessageBoxW", windll.user32),bt)  #调用消息弹框函数
MessageBox()
ab=MessageBox(caption='提示',text="我也是内容") #设置弹框参数
aa=MessageBox(caption='警告',type=2,text="是否进入？")
if aa==3:  #判断输出类型print('终止操作')
if aa==4:print('重试')
if aa==5:print('忽略')

可以看到当我选择了中止之后它便提示终止操作。其实还有一种类似的方法：

注：这里弹窗的参数均不支持中文，务必按我上面的格式写，不然会出错。

5.22 获取Windows窗口中的所有顶层窗口的值

from ctypes import *
from ctypes import wintypes
#定义回调函数类型
res= WINFUNCTYPE(wintypes.BOOL,wintypes.HWND, wintypes.LPARAM)
def win(h,p):#实现回调函数功能，函数为bool类型；h:顶层窗口的句柄  p:应用程序定义的一个值，le= user32.GetWindowTextLengthW(h)+1  #获取window文本长度，加1可获取完整的信息buffer = create_unicode_buffer(le) #创建缓冲user32.GetWindowTextW(h, buffer, le)  #获取window文本print(buffer.value)  #获取缓冲区中的信息return True
user32 = windll.LoadLibrary('user32.dll')#加载dll
user32.EnumWindows(res(win), 0) #枚举顶层窗口，不列举子窗口

六、总结

Ctypes总的来说还是蛮不错的，挺适合C语言小白学习，毕竟Api的确太多太复杂了，还是Python友好点。

原创 Python进阶者 Python爬虫与数据挖掘