Question

我正在学习如何将C中编写的代码包含到Python的各种方法，因为我有一个用于Microchip设备的API，这非常...单调乏味，我希望通过为它添加Python包装器，让我的生活更轻松，这将使我能够更快地测试内容。一种方法是使用cffi模块，该模块甚至为其用户提供verify()，基本上调用C编译器来检查提供的cdef(...)是否正确。< / p>

我写了一个小项目，以便我可以先学习如何正确使用cffi。它由两部分组成

图书馆 - 用C语言编写。我相应地使用cmake和make来编译代码：

CMakeLists.txt

project(testlib_for_cffi)
cmake_minimum_required(VERSION 2.8)

set(CMAKE_BUILD_TYPE Release)
set(CMAKE_CXX_FLAGS "-fPIC ${CMAKE_C_FLAGS}")
# Debug build
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "${CMAKE_C_FLAGS_DEBUG} -Wall -g -O0")
# Release build
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "${CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE} -Os")

aux_source_directory(. SRC_LIST)
add_library(testcffi SHARED ${SRC_LIST})

# Not required for the library but needed if I want to check for memory leaks with Valgrind
set(SRC main.c)
add_executable(${PROJECT_NAME} ${SRC})
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PUBLIC testcffi)

testcffi.h

typedef struct
{
  double x;
  double y;
  double z;
  char *label;
} point_t;

// Creation, printing and deletion
point_t* createPoint(double x, double y, double z, char *label);
void printPoint(point_t *point);
void deletePoint(point_t *point);

testcffi.c

#include "testcffi.h"
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

point_t* createPoint(double x, double y, double z, char *label) {
  point_t *p = malloc(sizeof(point_t));
  p->x = x;
  p->y = y;
  p->z = z;
  p->label = label;

  return p;
}

void printPoint(point_t *point) {
  if(point == NULL) return;
  printf("Data:\n\tx : %f\n\ty : %f\n\tz : %f\n\tmsg : \"%s\"\n", point->x, point->y, point->z, point->label);
}

void deletePoint(point_t *point) {
  if(point == NULL) return;
  free(point);
  point = NULL;
}

在Python中测试代码 - 代码演示了struct的使用以及上述库中的三个函数：

        #!/usr/bin/python3

        from cffi import FFI
        import random

        ffi = FFI()

        # Add library's header
        ffi.cdef('''
            typedef struct
            {
              double x;
              double y;
              double z;
              char * label;
            } point_t;

            // Creation, printing and deletion
            point_t * createPoint(double x=0., double y=0., double z=0., char *label="my_label");
            void printPoint(point_t *point);
            void deletePoint(point_t *point);
        ''')

        # Load shared object from subdirectory `build`
        CLibTC = ffi.dlopen('build/libtestcffi.so')

        def createList(length=5):
            if len:
                lst = []
                for i in range(0, length):
                    lst.append(CLibTC.createPoint(
                        float(random.random()*(i+1)*10),
                        float(random.random()*(i+1)*10),
                        float(random.random()*(i+1)*10),
                        b'hello'  # FIXME Why does ONLY this work?
                        # ('point_%d' % i).encode('utf-8') # NOT WORKING
                        # 'point_{0}'.format(str(i)).encode('utf-8') # NOT WORKING
                        # ffi.new('char[]', 'point_{0}'.format(str(i)).encode('utf-8')) # NOT WORKING
                    ))

                return lst
            return None


        def printList(lst):
            if lst and len(lst):
                for l in lst:
                    CLibTC.printPoint(l)

        list_of_dstruct_ptr = createList(10)
        printList(list_of_dstruct_ptr)

问题来自我必须将Python字符串转换为的字节数组，以便将数据传递到我的C代码中的相应位置。

上面的代码正在运行，但是我想使用其他类似于b'hello'的字符串。这就是我尝试在format()中使用%（及其短格式Python）来组合一堆字母和数字的原因。它没有成功。我得到""作为我label point_t的{{1}}参数的值，或者我得到一个奇怪的交替垃圾数据（大多数是字母或数字的奇怪字符）

我认为我正在使用struct函数错误但是当我在encode()交互式shell中测试它时，我得到了使用Python的SAME输出。

知道这里发生了什么吗？

一个很有说服力的问题：从我到目前为止看来，似乎b'...'使用cffi中的垃圾收集来解除分配动态分配C代码中的内存。我已经用一堆积分进行了测试，但我想确保实际上总是如此。

更新好的，似乎没有Python的东西确实有效，但在这种情况下，所有的值都与循环中的最后一个值相同。例如，如果循环达到10，那么所有new(...) Python对象的标签中都有10个。这似乎是一个参考问题。当我使用struct时，我会获得垃圾数据。

Answer 1

在您的C代码中，point_t结构保存在label a char *中，即指向内存中其他位置的指针。如果你创建10个point_t结构，它们会保存指向内存中其他位置的10个字符串的指针。只要使用point_t结构，就必须确保这10个字符串保持活动状态。 CFFI无法猜测存在这样的关系。当您执行调用CLibTC.createPoint(..., some_string)时，CFFI会在呼叫周围分配char[]数组，并在其中复制some_string，但在调用后会释放此char[]内存。

使用那种代码：

c_string = ffi.new("char[]", some_string)
lst.append(createPoint(..., c_string))
keepalive.append(c_string)

其中keepalive是另一个列表，只要您需要point_t包含有效的label，就必须确保该列表保持活动状态。

Python CFFI - 无法在函数调用中将格式化的Python字符串用作字节数组

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