通过ctypes从Python调用的C函数返回不正确的值

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通过ctypes从Python调用的C函数返回不正确的值

python

我用C语言编写了一个简单的函数，该函数将给定的数字提高到给定的幂。当我在C中调用该函数时，该函数将返回正确的值，但是当我在Python中调用该函数时，它将返回一个不同的，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，其中一些返回期望值，而有些则没有。例如，当我的函数使用return x*x而不是for循环的简单正方形时，它在Python中返回了正确的值。

我希望最终能够在python中调用C函数，该函数将返回二维C数组。

#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))

当我在C中调用该函数时，我获得了125.0的预期输出，但是当我在python中调用该函数时，它返回的值为0.0。

这是我第一次使用ctypes。我是否犯了一个明显的错误，导致该函数计算错误？

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2020-12-20

共1个答案

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清单[Python 3.Docs]：ctypes-Python的外部函数库。

为了在调用函数（驻留在.dll（.so）中）时正确转换所有内容（Python <=> C），需要指定2项内容（不包括x86调用约定（Win））：

参数类型
返回类型
在CTypes中，这可以通过指定：

argtypes-包含每个参数（ CTypes）类型的列表（实际上是一个序列）（按它们在函数头中出现的顺序）
restype -单ctypes的类型
旁注：上述方法的替代方法是对外部函数（CFUNCTYPE，WINFUNCTYPE，PYFUNCTYPE）进行原型设计-检查Function prototypes部分（在开头的URL中）。

无论如何：

无法指定
拼写错误（基本上与上一个项目符号相同）
它们中的任何（如果需要（1）），将导致默认被施加：所有被处理（C89风格）作为INT s，这（在大多数系统）是32位长。
这会生成未定义行为（2）（在错误地指定它们时也适用），尤其是在64位 CPU / OS上，在后者中，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，有时甚至会引起误解。

您拼写了argtype（末尾缺少s）。

纠正它，你应该没事

范例：

对于由libdll00.dll（libdll00.so）导出的具有以下标头的函数func00：

double func00(uint32_t ui, float f, long long vll[8], void *pv, char *pc);

在Python的等效是：

func00 = libdll00.func00
func00.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.
'''
func00.restype = ctypes.c_double

相同（或非常相似）场景（还有很多其他场景）的一些（更具破坏性的）结果：

[SO]：Python ctypes cdll.LoadLibrary，实例化一个对象，执行其方法，私有变量地址被截断（@CristiFati的回答）
[SO]：不同操作系统上的python ctypes问题（@CristiFati的回答）
脚注
＃1：从技术上讲，在某些情况下不需要指定它们。但是即使那样，最好还是指定它们，以消除任何可能的混淆：

没有参数的函数：

  function_from_dll.argtypes = []

函数返回void：

  function_from_dll.restype = None

＃2：顾名思义，未定义的行为（ [Wikipedia]：未定义的行为）是无法“预测”（或保证）一段代码的结果的情况。主要情况：

按预期工作
不能按预期工作
有一些有趣的输出/副作用
崩溃

它的“美”在于有时似乎是完全随机的，有时它仅在某些特定情况（不同的机器，不同的OS，不同的环境……）下“复制” 。最重要的是，所有这些纯属巧合！问题出在代码（可能是当前代码（最高机率）或它使用的其他代码（库，编译器））上。

2020-12-20