Python 2 与 3 中 ctypes 的区别

Question

我有一个在Python 2.7下能正常工作的程序，它调用了一个DLL。我现在想把这个程序移植到Python 3.2。调用DLL的部分似乎没有出错（也就是说，调用时没有报错），但返回的数据却不太对劲。

为了方便理解，这里有一些信息：这个调用需要三个参数：两个整数（输入）和一个指向无符号短整型数组的指针（输出）。

我尝试过使用Python和numpy数组，但都没有成功。

有没有人能列出Python 2.7和3.2在ctypes方面的区别？

提前谢谢大家！

编辑

这里有一些示例代码。这个DLL是专有的，所以我没有它的代码。但我有C语言的头文件：

void example (int width, int height, unsigned short* pointer)

Python代码是：

width, height = 40, 100
imagearray = np.zeros((width,height), dtype=np.dtype(np.ushort))
image = np.ascontiguousarray(imagearray)
ptrimage = image.ctypes.data_as(ct.POINTER(ct.c_ushort))
DLL.example(width, height, ptrimage)

这个在Python 2.7下能正常工作，但在3.2下不行。

编辑 2

如果ctypes的变化只是Cedric提到的那些，那Python 3.2不工作的原因就不太合理。所以我再次查看了代码，发现有一个准备函数在我提到的函数之前被调用。它的签名是：

void prepare(char *table)

在Python中，我是这样调用的：

table = str(aNumber)
DLL.prepare(table)

问题可能是由于Python字符串处理的变化导致的吗？

Answer 1

根据Python的官方文档，2.7和3.2之间的变化可以在这里找到

新增了一种类型，ctypes.c_ssize_t，表示C语言中的ssize_t数据类型。

在2.7版本中，还引入了一些其他的修改：

ctypes模块现在总是将None转换为C语言中的NULL指针，特别是当参数被声明为指针时。（这个改动是由Thomas Heller做的；问题编号4606。）底层的libffi库也更新到了3.0.9版本，修复了不同平台上的一些问题。（这个更新是由Matthias Klose做的；问题编号8142。）

我不确定这能否解释你遇到的问题...

Answer 2

在我们的例子中，代码看起来像这样：

addr = clib.some_function()
data = some_struct.from_address(addr)

这个在Python 2中能正常工作，但在Python 3中就不行了。原因并不是ctypes有什么不同，而是内存布局的变化暴露了上面代码中的一个bug。在Python 2中，返回的地址恰好足够小，可以放进一个C语言的int类型（32位），这是所有ctypes函数调用的默认返回类型。而在Python 3中，返回的地址几乎总是太大，导致指针地址在被强制转换为int时出现了问题。

解决办法是将函数的restype设置为64位整数类型，以确保它能容纳整个地址，比如：

clib.some_function.restype = c_longlong

或者：

clib.some_function.restype = POINTER(some_struct)

Answer 3

在Python 2.7中，字符串默认是字节字符串，也就是说它们是以字节的形式存储的。而在Python 3.x中，字符串默认是Unicode字符串，这种格式可以支持更多的字符，比如中文、日文等。如果你在使用DLL.prepare之前，想要确保你的字符串是字节字符串，可以使用.encode('ascii')来明确地将它转换成字节字符串。

编辑：

#another way of saying table=str(aNumber).encode('ascii')
table = bytes(str(aNumber), 'ascii')
DLL.prepare(table)