如何从CPython返回函数指针到Python，并用ctypes调用C函数？

Question

我有一个CPython的函数：

void my_cfunc(int arg)
{
  printf("Hello from C; arg=%d\n", arg);
}

PyObject *get_fptr(PyObject * /*self*/, PyObject * /*args*/)
{
    return PyCObject_FromVoidPtr(my_cfunc, NULL);
}

然后在Python中我有：

import mymodule

ptr = mymodule.get_fptr() # will return a PyCObject wrapping the C function pointer

接下来：

from ctypes import *

SOMEFUNC_T = CFUNCTYPE(c_void, c_int)
somefunc = SOMEFUNC_T(ptr) # <-- bad!

现在，如果我把get_fptr改成返回：PyLong_FromSize_t(size_t(my_cfunc))，那么'somefunc'就会有效了。

但是我不想把一个函数指针转换成size_t类型。

请给点建议。

Answer 1

首先，我不太明白你为什么想从Python扩展中返回一个C函数指针，然后再通过ctypes在Python中调用它。其实更合理的做法是直接通过Python扩展来调用C函数，除非我漏掉了什么。

其次，ctypes似乎根本不支持PyCObject。你调用CFUNCTYPE(None, c_int)时（我把c_void换成了None），如果传入一个PyCObject参数就会失败，因为CFUNCTYPE期望的是一个整数，而不知道该如何处理PyCObject。

为什么不直接为my_cfunc写一个Python包装器呢？这样你就可以在Python中调用它，而不用麻烦ctypes了。例如：

PyObject *call_fptr(PyObject *self, PyObject *args)
{
    int arg;
    if (!PyArg_ParseTuple(args, "i", &arg))
        return NULL;

    my_cfunc(arg);
    Py_RETURN_NONE;
}

另外，如果你喜欢使用ctypes，my_func的Python包装器可以用来实例化一个ctypes外部函数（这点和PyCObject不同）！

from ctypes import *
import foo

SOMEFUNC_T = CFUNCTYPE(None, c_int)
cfunc = SOMEFUNC_T(foo.call_fptr)
cfunc(1)

编辑： 你提到C函数应该接受可变数量的参数，这让你的问题变得更复杂了……你打算怎么用ctypes包装这个可变参数的C函数呢？因为CFUNCTYPE需要一组已知的参数。

这个问题其实归结起来就是把Python的元组转换成C的可变参数列表，这显然不是一件简单的事。实际上，SWIG在它的文档中专门有一节讨论这个问题，里面提到：大多数其他的包装生成工具明智地选择避免这个问题。

不过，它确实给出了建议，可以借助libffi以一种可移植的方式动态构建可变参数列表。

最后，我的建议是用SWIG来包装你的可变参数函数，这样可以省去很多麻烦。