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使用ctypes在Python中使用Rust返回的数组

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我有一个返回 array 的Rust函数，我想在 Python 中使用这个数组，它可能是 list 或 numpy.array 它并不重要 .

我的Rust功能如下所示：

#[no_mangle]
pub extern fn make_array() -> [i32; 4] {
    let my_array: [i32; 4] = [1,2,3,4];
    return my_array;
}

我试图用Python调用它：

In [20]: import ctypes

In [21]: from ctypes import cdll

In [22]: lib = cdll.LoadLibrary("/home/user/RustStuff/embed/target/release/libembed.so")

In [23]: lib.make_array.restype = ctypes.ARRAY(ctypes.c_int32, 4)

In [24]: temp = lib.make_array()

In [25]: [i for i in temp]
Out[25]: [1, 2, -760202930, 32611]

我究竟做错了什么？为什么我的输出不是 [1,2,3,4] ？为什么我的前两个元素是正确的，另外两个元素是垃圾？

我无法在 ctypes.ARRAY 上找到任何好的文档，所以我只是选择了看起来正确的文档，这很可能就是问题所在 .

python rust ctypes

2 回答

  • 1

    正如其他人所说，你无法真正正确地返回一个固定大小的数组 . 但是你可以通过将数组包装在一个结构中来欺骗ctypes做正确的事情：

    import ctypes

class Int32_4(ctypes.Structure):
    _fields_ = [("array", ctypes.c_int32 * 4)]

lib = ctypes.CDLL("embed.dll")
lib.make_array.restype = Int32_4

temp = lib.make_array()

print(temp.array[:])

    这导致我的机器上的 [1, 2, 3, 4] .

    Addendum ：这是"trick"因为我们正在利用C可以做什么和Rust可以做什么之间的区别 . C不会让你按值返回一个固定大小的数组，但Rust会这样，它的工作方式与返回用户定义的结构相同 .

    因此，我们做了C允许的事情：返回一个恰好包含固定大小数组的结构 . 这个很好，它与Rust正在使用的布局相匹配 .

    当然，这也有些愚蠢，因为我并不完全相信这是明确定义的行为 . 如果您想要更安全，可以更改Rust端的返回类型以匹配C：

    #[repr(C)]
struct Int32_4 {
    array: [i32; 4]
}
    回复于
  • 5

    我同意@delnan所说的 - you can't return fixed-size arrays in C . 一个主要的不兼容性是Rust数组知道它们的大小，但C数组不知道 . 您将需要遵守每个其他C程序如何完成此操作 - 分别返回指针和长度 . 相比之下，Rust不是一种不错的现代语言吗？

    我偷了并修改了一些Python代码from another answer

    import ctypes

from ctypes import cdll

lib = cdll.LoadLibrary("libarray.dylib")
lib.make_array.restype = ctypes.POINTER(ctypes.c_int32 * 4)

print [i for i in lib.make_array().contents]

    这适用于这个Rust代码：

    static ARRAY: [i32; 4] = [1,2,3,4];

#[no_mangle]
pub extern fn make_array() -> *const i32 {
    ARRAY.as_ptr()
}

    在这里，我们正在做最简单的事情，创建一个将在程序的整个长度内存活并返回对其数据的引用的数组 . 在您的真实程序中，您可能需要更加小心，以确保您的 Vec<i32> 或 &[i32] 严格超过Python代码指针的持续时间，否则您将导致内存损坏 .

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