使用 ctypes 和 wchar_t 时如何从 C++ 获取字符串到 python？

Posted 2023-02-23

【中文标题】使用 ctypes 和 wchar_t 时如何从 C++ 获取字符串到 python？

【英文标题】：How to get a string from C++ to python when using ctypes and wchar_t?

【发布时间】：2018-05-17 15:41:10

【问题描述】：

我可以：

从 C++ 中获取一个整数并在 python 中使用它 将 python 字符串（作为 wchar_t）发送到 C++ 并用它做一些逻辑

我不能 反方向的第 2 步。

这是我的 C++ 代码（使用 clion 和 cygwin 编译为使用 C++14 的共享库）。

#include <iostream>

wchar_t aa[2];
extern "C" 
    int DoA()
    
        return 10;
    
    int DoB(wchar_t  * in)
    
        if (in[1] == 'a')
        
            return 25;
        
        return  30;
    

    wchar_t * DoC()
    
        aa[0] = 'a';
        aa[1] = 'b';
        return aa;
    

这是我的 python 3.6.1 代码，它显示了我能做什么和不能做什么。那么我应该如何获取我的字符串并在 python 中使用它呢？我希望将地址与 wstring_at 一起使用来获取值，但它不起作用。

from ctypes import *
import os.path
print('Hello')

itExist = os.path.exists('C:/Users/Daan/CLionProjects/stringproblem/cmake-build-release/cygstringproblem.dll')
print(itExist)
lib = cdll.LoadLibrary('C:/Users/Daan/CLionProjects/stringproblem/cmake-build-release/cygstringproblem.dll')
print('dll loaded')

A = lib.DoA()
print(A)
Bx = lib.DoB(c_wchar_p('aaa'))
print(Bx)
By = lib.DoB(c_wchar_p('bbb'))
print(By)
Ca = lib.DoC()
print(Ca)
print('Issue is coming')
Cb = wstring_at(Ca,2)
print(Cb)

这是有错误的输出。

Hello

True

dll loaded

10

25

30

-1659080704

Issue is coming
Traceback (most recent call last):
  File "ShowProblem.py", line 19, in <module>
    Cb = wstring_at(Ca,2)
  File "C:\Users\Daan\AppData\Local\Programs\Python\Python36\lib\ctypes\__init__.py", line 504, in wstring_at
    return _wstring_at(ptr, size)
OSError: exception: access violation reading 0xFFFFFFFF9D1C7000

【参考方案1】：

我在 Linux 上重现了您的问题，并通过定义您的 DoC 函数的返回类型来纠正它：

from ctypes import *
print('Hello')

lib = cdll.LoadLibrary(PATH_TO_TOUR_LIB)
print('dll loaded')
# this line solved the issue for me
lib.DoC.restype = c_wchar_p

A = lib.DoA()
print(A)
Bx = lib.DoB(c_wchar_p('aaa'))
print(Bx)
By = lib.DoB(c_wchar_p('bbb'))
print(By)
Ca = lib.DoC()
print(Ca)
print('Issue is coming')
Cb = wstring_at(Ca,2)
print(Cb)

我还动态分配了内存（一些 Python 专家可能会对此发表评论，我猜这会导致内存泄漏）：

extern "C" 
    int DoA()
    
        return 10;
    
    int DoB(wchar_t  * in)
    
        if (in[1] == 'a')
        
            return 25;
        
        return  30;
    

    wchar_t * DoC()
    
        wchar_t* aa = new wchar_t[2];
        aa[0] = 'a';
        aa[1] = 'b';
        return aa;
    

让我知道它是否适用于 Windows。

【讨论】：

动态分配内存会泄漏。 OP 的方式不会是线程安全的。理想情况下，内存应该在 Python 端分配，并传入要填充的函数中。

【参考方案2】：

如果您设置了包装函数的.argtypes 和.restype，您可以更自然地调用它们。要处理输出字符串，如果您在 Python 中分配缓冲区而不是使用全局变量，或者只返回一个宽字符串常量，这将是线程安全的。这是为 Microsoft 编译器编写的示例：

test.c

#include <wchar.h>
#include <string.h>

__declspec(dllexport) int DoA(void) 
    return 10;


__declspec(dllexport) int DoB(const wchar_t* in) 
    if(wcslen(in) > 1 && in[1] == 'a') // Make sure not indexing past the end.
        return 25;
    return  30;


// This version good if variable data is returned.
// Need to pass a buffer of sufficient length.
__declspec(dllexport) int DoC(wchar_t* aa, size_t length) 
    if(length < 3)
        return 0;
    aa[0] = 'a';
    aa[1] = 'b';
    aa[2] = '\0';
    return 1;


// Safe to return a constant.  No memory leak.
__declspec(dllexport) wchar_t* DoD(void) 
    return L"abcdefg";

test.py

from ctypes import *

# Set up the arguments and return type
lib = CDLL('test')
lib.DoA.argtypes = None
lib.DoA.restype = c_int  # default, but just to be thorough.
lib.DoB.argtypes = [c_wchar_p]
lib.DoB.restype = c_int
lib.DoC.argtypes = [c_wchar_p,c_size_t]
lib.DoC.restype = c_int
lib.DoD.argtypes = None
lib.DoD.restype = c_wchar_p

# Map to local namespace functions
DoA = lib.DoA
DoB = lib.DoB
DoD = lib.DoD

# Do some pre- and post-processing to hide the memory details.
def DoC():
    tmp = create_unicode_buffer(3)  # Writable array of wchar_t.
    lib.DoC(tmp,sizeof(tmp))
    return tmp.value  # return a Python string instead of the ctypes array.

print(DoA())
print(DoB('aaa'))
print(DoB('bbb'))
print(DoC())
print(DoD())

输出：

10
25
30
ab
abcdefg