通过 ctypes 从 Python 调用的 C 函数返回不正确的值

Posted 2023-02-17

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【中文标题】通过 ctypes 从 Python 调用的 C 函数返回不正确的值【英文标题】：C function called from Python via ctypes returns incorrect value 【发布时间】：2019-10-29 15:15:53 【问题描述】：

我用 C 语言编写了一个简单的函数，可以将给定的数字提高到给定的幂。当我在 C 中调用该函数时，它会返回正确的值，但是当我在 Python 中调用它时，它会返回一个不同的、不正确的值。

我使用以下命令创建了共享文件： $ gcc -fPIC -shared -o test.so test.c

我尝试了 C 函数的不同配置，其中一些返回预期值，而另一些则不返回。例如，当我的函数是一个使用return x*x 的简单正方形时，没有for 循环，它在Python 中返回正确的值。

我希望最终能够在 python 中调用一个返回二维 C 数组的 C 函数。

#include <stdio.h>

float power(float x, int exponent)

    float val = x;
    for(int i=1; i<exponent; i++)
        val = val*x;
    
    return val;

from ctypes import *

so_file = '/Users/.../test.so'
functions = CDLL(so_file)

functions.power.argtype = [c_float, c_int]
functions.power.restype = c_float

print(functions.power(5,3))

我在 C 中调用函数时得到预期的输出 125.0，但在 python 中调用该函数时，它返回的值是 0.0。

这是我第一次使用 ctypes。我是否犯了一个明显的错误导致函数计算错误？

【问题讨论】：

argtypes（以s结尾）。 python docs 【参考方案1】：

上市[Python 3.Docs]: ctypes - A foreign function library for Python。

为了在调用函数（驻留在 .dll 中）时正确转换所有内容（Python C）（ .so))，需要指定 2 件事（将 x86 调用约定 (Win) 放在一边）：

参数类型返回类型

在CTypes中，这是通过指定：

argtypes

CTypes

restype

CTypes

旁注：上述方法的替代方法是对外部函数进行原型设计（CFUNCTYPE、WINFUNCTYPE、PYFUNCTYPE - 检查 Function prototypes 部分（在 URL 开头） .

无论如何：

未能指定 拼写错误（基本上与上一个项目符号相同）

其中任何一个（如果需要 ⁽¹⁾），将导致应用默认值：所有都被处理 (C89 style) 为 ints，（在大多数系统上）32 位长。这会产生未定义行为 ⁽²⁾（也适用于错误指定它们），尤其是在64位 CPU / OS，其中较大类型的值（例如指针）可能会被截断。显示的错误可能很多，有时会产生误导。

您拼错了 argtype（末尾缺少 s）。

纠正一下，你应该没问题

示例：

对于由 libdll.dll (libdll.so) 导出的函数 func，具有以下标头：

double func(uint32_t ui, float f, long long vll[8], void *pv, char *pc);

Python 等价物是：

func = libdll.func
func.argtypes = (ctypes.c_uint32, ctypes.c_float, ctypes.c_longlong * 8, ctypes.c_void_p, ctypes.POINTER(ctypes.c_char))
'''
It would be a lot easier (nicer, and in most cases recommended)
  the last element to be ctypes.c_char_p,
  but I chose this form to illustrate pointers in general.
'''
func.restype = ctypes.c_double

一些（更具破坏性）结果相同（或非常相似）场景（还有很多其他）：

[SO]: Python ctypes cdll.LoadLibrary, instantiate an object, execute its method, private variable address truncated (@CristiFati's answer) [SO]: python ctypes issue on different OSes (@CristiFati's answer)