问c_ulong重移位的C类型重新实现
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Stack Overflow用户

提问于 2013-03-22 04:41:49

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我正在通过ctype访问一个C库，并且遇到了以下问题：

我正在使用ctypeslib生成一个“包装器”(用于使用ctype访问库的ctype命令)。C库包含宏，在此步骤中将宏转换为python函数。(为了尽可能地独立于库内部，我想在python中使用其中的一些宏。)

其中一个宏如下所示：

# using the ctypes types
myuint16_t = c_ushort
myuint32_t = c_ulong

def mymacro(x): return (myuint16_t)((myuint32_t)(x) >> 16) # macro

我希望以以下方式(在函数中)使用独立模块中生成的函数：

return wrapper.mymacro(valueToBeConverted) # valueToBeConverted is an int

但是，使用这一行，我得到了以下错误：

....   
def mymacro(x): return (myuint16_t)((myuint32_t)(x) >> 16) # macro
TypeError: unsupported operand type(s) for >>: 'c_ulong' and 'int'

(我知道转移c_ulong的常用方法是c_ulongvar.value >> x，但是每当C库中发生变化时，我就必须修补生成的包装器。所以我尽量避免这种情况)。

这里似乎不能使用__rshift__的c_ulong实现。

print c_ulong.__rshift__
# throws AttributeError: type object 'c_ulong' has no attribute '__rshift__'

嗯，看起来很奇怪..。因此，我决定重新实现c_ulong的c_ulong方法，以使其正常工作：

from ctypes import *
from types import MethodType

def rshift(self, val):
    print self.value >> val

# create an unbound method which applies to all (even existing) instances
c_ulong.__rshift__ = MethodType(rshift, None, c_ulong)

a = c_ulong(1)
a >> 16

但这并不能解决问题。我还在犯一个错误：

a >> 16
TypeError: unsupported operand type(s) for >>: 'c_ulong' and 'int'

是否可能__rshift__方法只能用于同一类的两个实例？我尝试了以下几点：

def rshift(self, val):
    print self.value >> int(val.value)

a = c_ulong(1)
a >> c_ulong(16)

而且起作用了。但这也意味着我仍然需要修补生成的包装器。

有人知道这里的诀窍是什么吗？

更新

@eryksun的解决方案奏效了。我正在使用：

from ctypes import *
# from types import MethodType

def _rshift(self, other):
    if hasattr(other, 'value'):
        other = other.value
    return c_ulong(self.value >> other)

def _lshift(self, other):
    if hasattr(other, 'value'):
        other = other.value
    return c_ulong(self.value << other)

def _coerce(self, other):
    try:
        return self, self.__class__(other)
    except TypeError:
        return NotImplemented

# Add the functions to the type. A method is created when
# accessed as an attribute of an instance.
c_ulong.__lshift__ = _lshift
c_ulong.__rshift__ = _rshift
c_ulong.__coerce__ = _coerce

python

operator-overloading

ctypes

bit-shift

回答 1

Stack Overflow用户

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发布于 2013-03-22 08:29:32

由于_ctypes._SimpleCData类型没有Py_TPFLAGS_CHECKTYPES标志，所以2.x子类被视为在二进制操作中使用__coerce__的旧样式数字。有关调用方案和函数binary_op1中的实现，请参见binary_op1。

出于演示目的，可以将此标志切换到类型对象上，您只需将其定义(使用大量void *模糊地)到tp_flags字段。

黑客攻击PyTypeObject

from ctypes import *
import _ctypes

Py_TPFLAGS_CHECKTYPES = 1 << 4

class PyTypeObject(Structure):
    _fields_ = (('ob_refcnt', c_ssize_t),
                ('ob_type', c_void_p),
                ('ob_size', c_ssize_t),
                ('tp_name', c_char_p),
                ('tp_basicsize', c_ssize_t),
                ('tp_itemsize', c_ssize_t),
                ('tp_dealloc', c_void_p),
                ('tp_print', c_void_p),
                ('tp_getattr', c_void_p),
                ('tp_setattr', c_void_p),
                ('tp_compare', c_void_p),
                ('tp_repr', c_void_p),
                ('tp_as_number', c_void_p),
                ('tp_as_sequence', c_void_p),
                ('tp_as_mapping', c_void_p),
                ('tp_hash', c_void_p),
                ('tp_call', c_void_p),
                ('tp_str', c_void_p),
                ('tp_getattro', c_void_p),
                ('tp_setattro', c_void_p),
                ('tp_as_buffer', c_void_p),
                ('tp_flags', c_long))

接下来，创建一个unsigned long子类，并使用from_address工厂为它创建一个PyTypeObject。使用内置id获取地址，这是特定于CPython的实现细节：

class c_ulong(_ctypes._SimpleCData):
    _type_ = "L"

    def __rshift__(self, other):
        print '__rshift__', self, other
        if hasattr(other, 'value'):
            other = other.value
        return c_ulong(self.value >> other)

c_ulong_type = PyTypeObject.from_address(id(c_ulong))

演示

>>> a = c_ulong(16)
>>> b = c_ulong(2)

>>> a >> b
__rshift__ c_ulong(16L) c_ulong(2L)
c_ulong(4L)

>>> a >> 2
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for >>: 'c_ulong' and 'int'

最后一步如预期的失败了。现在设置旗子：

>>> c_ulong_type.tp_flags |= Py_TPFLAGS_CHECKTYPES

>>> a >> 2
__rshift__ c_ulong(16L) 2
c_ulong(4L)

问题解决了？但那是个黑客。用__coerce__实现再试一次。

实现__coerce__

class c_ulong(_ctypes._SimpleCData):
    _type_ = "L"

    def __rshift__(self, other):
        print '__rshift__', self, other
        if hasattr(other, 'value'):
            other = other.value
        return c_ulong(self.value >> other)

    def __coerce__(self, other):
        print '__coerce__', self, other
        try:
            return self, self.__class__(other)
        except TypeError:
            return NotImplemented

演示

>>> a = c_ulong(16)
>>> b = c_ulong(2)

>>> a >> 2
__coerce__ c_ulong(16L) 2
__rshift__ c_ulong(16L) c_ulong(2L)
c_ulong(4L)

>>> 16 >> b
__coerce__ c_ulong(2L) 16
__rshift__ c_ulong(16L) c_ulong(2L)
c_ulong(4L)

当然，如果不能创建c_ulong，例如float，它就会失败。

>>> a >> 2.0
__coerce__ c_ulong(16L) 2.0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for >>: 'c_ulong' and 'float'