本文根据mxnet speech demo1的python封装来介绍ctypes的使用。更多细节可以参考python ctypes官方文档2。也可以使用swig来进行跨语言绑定。这篇博客介绍了lua swig绑定及具体案例。
1. c,c++库
class Foo{
public:
Foo() {
x[0] = 0.5f;
x[1] = 1.5f;
x[2] = 2.5f;
x[3] = 3.5f;
x[4] = 4.5f;
}
void bar(){
std::cout << "Hello" << std::endl;
}
float * getx() {
return x;
}
int sizex() {
return sizeof(x) / sizeof(float);
}
private:
float x[5];
};
为了支持ctypes，进行c封装：
extern "C" {
Foo* Foo_new(){ return new Foo(); }
void Foo_bar(Foo* foo){ foo->bar(); }
float * Foo_getx(Foo* foo) { return foo->getx(); }
int Foo_sizex(Foo* foo) { return foo->sizex(); }
}
可以看出以上这种封装方式，需要将很多函数重新用c语言的方式表示一遍。貌似很麻烦，其实只需要将用于python的部分重新封装c api接口即可，无需全部。可以参考mxnet的c api并没有很多内容。
将以上代码编译成.so动态库。
2. c库加载
在python中使用LoadLibrary进行加载：
kaldi = ctypes.cdll.LoadLibrary("libkaldi-python-wrap.so")
3. 基本数据类型
全部类型参考[&ctypes_manual]。int 对应到ctypes.c_int
在speech demo中用到以下数据类型
c_float_ptr = ctypes.POINTER(ctypes.c_float)
c_int_ptr = ctypes.POINTER(ctypes.c_int)
c_void_p = ctypes.c_void_p
c_int = ctypes.c_int
c_char_p = ctypes.c_char_p
c_float = ctypes.c_float
4. 声明参数类型，返回类型
- 参数类型： argtypes
- 返回类型： restype [可以是类型，也可以是一个函数]
def decl(f, restype, argtypes):
f.restype = restype
if argtypes is not None and len(argtypes) != 0:
f.argtypes = argtypes
decl(kaldi.Foo_new, c_void_p, [])
decl(kaldi.Foo_bar, None, [c_void_p])
decl(kaldi.Foo_getx, c_float_ptr, [c_void_p])
decl(kaldi.Foo_sizex, c_int, [c_void_p])
5. 调用
使用以上代码对c库进行声明，接下来在python就可以直接调用了。
if __name__ == "__main__":
print "-------- Foo class example --------"
a = kaldi.Foo_new()
print "Calling Foo_bar(): ",
kaldi.Foo_bar(a)
print
print "Result of Foo_getx(): ", kaldi.Foo_getx(a)
print "Result of Foo_sizex(): ", kaldi.Foo_sizex(a)
6. python kaldi
在该demo中，还包含了kaldi数据格式(SequentialBaseFloatMatrixReader, Matrix, RandomAccessPosteriorReader)等的封装。有了这些封装就可以使用python读取kaldi的数据格式。同时该样例提供mxnet网络模型到kaldi网络模型的转换！！