大家好,我是Python进阶者。

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。

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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

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:

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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。

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

# yyds干货盘点 # 厉害了,Python也能使用动态链接库_Python入门_03

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

# yyds干货盘点 # 厉害了,Python也能使用动态链接库_Python入门_04

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_int
contents=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

# yyds干货盘点 # 厉害了,Python也能使用动态链接库_Python基础_05

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

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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).查找动态链接库

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

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6).调用动态链接库函数

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

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

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()

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

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()

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')

12).获取C实例内部缓冲区地址

addressof(c_int(30))

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:
return
finally:
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

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

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

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

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也可以一次性传递多个不同数据类型的参数:

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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:

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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。

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

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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:

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可以看到,此时的同一个对象内存缓冲区大小不一样

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])

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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)

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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')

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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:

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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。

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

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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。


小伙伴们,快快用实践一下吧!如果在学习过程中,有遇到任何问题,欢迎加我好友,我拉你进Python学习交流群共同探讨学习。