如何包装一个 C 函数，该函数返回一个指向带有 ctypes 的 malloc 数组的指针？

Question

我有一个 C 函数，它读取二进制文件并返回一个动态大小的无符号整数数组（大小基于二进制文件中的元数据）：

//example.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

__declspec(dllexport)unsigned int *read_data(char *filename, size_t* array_size){
  FILE *f = fopen(filename, "rb");
  fread(array_size, sizeof(size_t), 1, f);
  unsigned int *array = (unsigned int *)malloc(*array_size * sizeof(unsigned int));
  fread(array, sizeof(unsigned int), *array_size, f);
  fclose(f);

  return array;
}

这个answer 似乎在说将创建的数组从 C 传递到 Python 的正确方法是这样的：

# example_wrap.py
from ctypes import *
import os

os.add_dll_directory(os.getcwd())
indexer_dll = CDLL("example.dll")

def read_data(filename):
    filename = bytes(filename, 'utf-8')
    size = c_size_t()
    ptr = indexer_dll.read_data(filename, byref(size))
    return ptr[:size]

但是，当我运行 python 包装器时，代码在ptr[:size] 处静默失败，就好像我试图越界访问数组一样，我可能是，但是传递这个动态大小的正确方法是什么数组？

Answer 1

一些注意事项：

首先，您需要正确设置C函数的原型，以便ctypes可以正确地在C和Python类型之间进行转换。

其次，由于size实际上是一个ctypes.c_size_t对象，所以实际上需要使用size.value来访问数组大小的数值。

第三，由于 ptr[:size.value] 实际上将数组内容复制到 Python 列表中，因此您需要确保 free() 也分配了 C 数组，因为您将不再使用它。

（也许在这里将数组复制到 Python 列表并不理想，但我假设在这里没问题，否则在 Python 中处理 C 数组时会更加复杂。）

这应该可行：

from ctypes import *
import os

os.add_dll_directory(os.getcwd())
indexer_dll = CDLL("example.dll")
indexer_dll.read_data.argtypes = [c_char_p, POINTER(c_size_t)
indexer_dll.read_data.restype = POINTER(c_int)
libc = cdll.msvcrt

def read_data(filename):
    filename = bytes(filename, 'utf-8')
    size = c_size_t()
    ptr = indexer_dll.read_data(filename, byref(size))
    result = ptr[:size.value]
    libc.free(ptr)
    return result