问题描述
我必须对 Ctypes 及其定义结构的方式提出具体问题。为了给您一些背景信息，请考虑以下C语言示例，该示例使用 bitfields 定义了一个结构：
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
struct Version
{
uint8_t n1;
uint8_t n2;
uint32_t n3:16;
} vv;
int main(void)
{
vv.n1 = 0xab;
vv.n2 = 0xef;
vv.n3 = 0x1234;
uint8_t* ptr = (uint8_t*)(&vv);
printf("size %u\n",sizeof(vv));
for (int i = 0; i < sizeof(vv); ++i) printf("%2x ",ptr[i]);
printf("\n");
return 0;
}
似乎为32和64种架构生成了相同的定义：
$ gcc sample.c -o a -m64 -std=gnu99 -w && ./a
size 4
ab ef 34 12
$ gcc sample.c -o a -m32 -std=gnu99 -w && ./a
size 4
ab ef 34 12
一切都很好，但是当我使用 ctypes 在python中编写等效结构时，我得到了不同的定义：
from ctypes import *
class Version(Structure):
_fields_ = [
('n1',c_uint8,8),('n2',('n3',c_uint32,16),]
vv = Version()
vv.n1 = 0xab
vv.n2 = 0xef
vv.n3 = 0x1234
print('bytes',bytes(vv).hex())
print('size',sizeof(vv))
因为ctypes结构使用5个字节而不是4个字节（这是C选择的字节）
$ python sample.py
bytes abef341200
size 5
如果我将python中的n3的类型从c_uint32更改为c_uint16，则它的布局似乎与用C编写的代码相同：
class Version(Structure):
_fields_ = [
('n1',c_uint16,]
...
$ python sample.py
bytes abef3412
size 4
如果将所有内容都更改为c_uint32，我将得到相同的结果：
class Version(Structure):
_fields_ = [
('n1',]
...
$ python sample.py
bytes abef3412
size 4
问题
- 如果Ctypes本机使用c库，为什么我得到不同的结果？
- 为什么在第一个python代码段中我多了一个字节？我能以某种方式理解它是否是4的倍数，但为什么是5个字节？
- 为什么python中的结构定义的最后两个版本似乎与C兼容？
更新
我打开了一个问题https://bugs.python.org/issue41932，因为它似乎是一个错误，将继续通过任何更新来更新此帖子。
解决方法
嗯。
（https://docs.python.org/2.5/lib/ctypes-bit-fields-in-structures-unions.html）说
位字段仅适用于整数字段，位宽指定为字段元组中的第三项：
那么也许您必须对位域使用类型c_int？
看来这里的sizeof可能是按值传递struct，而ctypes不支持。