Python ctypes 教程：如何正确深拷贝含有指针的结构体

理解 ctypes 结构体与指针

ctypes 是 Python 的一个外部函数库，它允许 Python 代码直接与 C 语言编写的动态链接库进行交互。在 ctypes 中，我们可以定义与 C 结构体相对应的 ctypes.Structure。当结构体成员包含 ctypes.POINTER 类型时，这意味着该字段存储的是一个内存地址，指向结构体外部的、由 C 或 ctypes 管理的另一块数据。

例如，一个 Group 结构体可能包含一个 ChSize 数组（存储每个通道的数据长度）和一个 DataChannel 数组（存储指向浮点数数据的指针）：

import ctypes as ct

class Group(ct.Structure):
    _fields_ = (('ChSize', ct.c_uint32 * 9),
                ('DataChannel', ct.POINTER(ct.c_float) * 9),
                ('TriggerTimeLag', ct.c_uint32),
                ('StartIndexCell', ct.c_uint16))

在这个 Group 结构体定义中：

• ChSize: 一个包含 9 个 c_uint32 整数的数组，用于存储每个数据通道的实际数据长度。
• DataChannel: 一个包含 9 个 ct.POINTER(ct.c_float) 的数组，每个元素都是一个指针，指向一个 c_float 类型的浮点数序列。
• TriggerTimeLag 和 StartIndexCell: 简单的值类型字段，它们的值直接存储在结构体内部。

深拷贝的挑战

对于包含 POINTER 类型字段的 ctypes.Structure，标准的浅拷贝（例如 copy.copy() 或 Group.from_buffer_copy(self)）只会复制结构体本身及其值类型字段。POINTER 字段中存储的内存地址会被直接复制，这意味着新旧结构体中的指针将指向同一块外部内存。如果原始结构体指针指向的数据被修改，副本中的数据也会随之改变，这与深拷贝“完全独立”的语义不符。

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因此，为了实现真正的深拷贝，我们不仅需要复制结构体本身，还需要为每个 POINTER 字段所指向的外部数据分配新的内存，并将原始数据复制到新内存中，然后更新副本结构体中的指针以指向这些新分配的内存。

实现自定义深拷贝方法

为了正确地深拷贝 Group 结构体，我们需要

以上就是Python ctypes 教程：如何正确深拷贝含有指针的结构体的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！