ctypes c_char_p的不同行为？

Question

我对不同版本的Python的这种行为感到困惑，不明白为什么？

Python 2.7.5 (default, Aug 25 2013, 00:04:04) 
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 5.0 (clang-500.0.68)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> c="hello"
>>> a=ctypes.c_char_p(c)
>>> print(a.value) 
hello

Python 3.3.5 (default, Mar 11 2014, 15:08:59) 
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 5.0 (clang-500.2.79)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> c="hello" 
>>> a=ctypes.c_char_p(c)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: bytes or integer address expected instead of str instance

其中一个可以工作，而另一个会给我一个错误。那个是正确的?

如果两个都是正确的，那么我如何在3.3.5中实现与2.7相同的行为？我想从Python将char指针传递给C。

- Sagar Masuti

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在Python 3中使用bytes，例如c = b"hello"。c_char_p实例指向bytes对象的私有缓冲区，因此仅在不修改字符串的情况下使用这个实例来处理const参数。 - Eryk Sun

@eryksun 如果您能将其作为答案添加，并说明在Python3中更改的原因，我将很高兴接受它。 - Sagar Masuti

Answer 1

c_char_p 是 _SimpleCData 的子类，_type_ == 'z'。 __init__ 方法调用类型的 setfunc，对于简单类型 'z'，该函数是 z_set。

在Python 2中，z_set函数（2.7.7）被编写为处理str和unicode字符串。在Python 3之前，str是一个8位字符串。CPython 2.x str内部使用C null-terminated字符串（即由\0终止的字节数组），对于此，z_set可以调用PyString_AS_STRING（即获取str对象内部缓冲区的指针）。需要先将unicode字符串编码为字节字符串。z_set会自动处理此编码并在_objects属性中保留对编码字符串的引用。

>>> c = u'spam'
>>> a = c_char_p(c)
>>> a._objects
'spam'
>>> type(a._objects)
<type 'str'>

在Windows操作系统中，ctypes字符串的默认编码为'mbcs'，错误处理设置为'ignore'。在其他所有平台上，默认编码为'ascii'，错误处理为'strict'。要修改默认值，请调用ctypes.set_conversion_mode。例如，set_conversion_mode('utf-8', 'strict')。

在Python 3中，z_set函数（3.4.1）不会自动将str（现在是Unicode）转换为bytes。 Python 3中的范式转变严格区分字符字符串和二进制数据。 ctypes默认转换已被删除，以及函数set_conversion_mode。 您必须将c_char_p传递给一个bytes对象（例如b'spam'或'spam'.encode('utf-8')）。 在CPython 3.x中，z_set调用C-API函数PyBytes_AsString以获取指向bytes对象内部缓冲区的指针。

注意，如果C函数修改了字符串，则需要使用create_string_buffer来创建c_char数组。查找一个参数类型为const，以知道可以安全地使用c_char_p。

- Eryk Sun

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感谢您的详细回答。 - Sagar Masuti

简而言之，在Python 3.x中，调用ctypes.c_char_p(my_string.encode('utf-8'))即可使其正常工作。 - phyatt