从Python调用C++函数

Question

我正在尝试从Python代码中调用一个C++函数，如果我传递布尔值或int类型的参数，它可以完美地工作，但是如果我传递字符串，则只会打印第一个字符。
我使用以下编译选项进行编译：

g++ -c -fPIC foo.cpp -Wextra -Wall -o foo.o
g++ -shared -Wl,-soname,libfoo.so -o libfoo.so foo.o
python3 fooWrapper.py

以下是C++和Python代码：

Python:

from ctypes import cdll
lib = cdll.LoadLibrary("./libfoo.so")
lib.Foo_bar("hello")

c++：

#include <iostream>
#include <string>
#include <unistd.h>

void bar(char* string){
    printf("%s", string);
}

extern "C" {
    void Foo_bar(char* aString){
        bar(aString);
    }
}

我知道Boost库，但是我无法下载它，除了字符串以外这种方法都很好用。谢谢你的帮助。

- Chronoxx

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告诉我，%i 是做什么用的？ - Jonathon Reinhart

另外，为什么你声称这是C++，而实际上你写的是C呢？ - Jonathon Reinhart

刚刚改成了 %s，之前试过用整数。 - Chronoxx

你应该考虑向Python提交文档错误报告。在他们的手册中，[Python 3]使用C或C++扩展Python并没有涉及到这个主题。wchar_t只在一个地方出现但没有解释。wchar_t和宽字符也没有被解释。 - jww

对于那些投票关闭的人：这不是一个打字错误，而是缺乏理解从Python调用C++函数所需的内容。即使您认为它是一个打字错误，它也不是“以一种不太可能帮助未来读者的方式解决”的错误。被接受的答案很可能会帮助未来遇到类似问题的访问者。虽然这个问题很可能有重复（我没有查看），但它不应该被关闭为“打字错误：不太可能帮助未来读者”。 - Makyen

Answer 1

问题在于，在Python 3中，字符串被作为指向wchar_t宽字符的指针传递。在小端系统中，您的字符串可以被编码为二进制形式。

"h\0\0\0e\0\0\0l\0\0\0l\0\0\0o\0\0\0\0\0\0\0"

使用%s打印时，会在第一个空终止符处停止。

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对于UTF-8编码的字节串(char *)，你需要一个bytes对象。例如：

lib.Foo_bar("hello".encode())

或者使用字节字符串：

lib.Foo_bar(b"hello")

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如果您指定了正确的参数类型，效果会更好：

from ctypes import cdll, c_char_p
foo_bar = cdll.LoadLibrary("./libfoo.so").Foo_bar
foo_bar.argtypes = [c_char_p]
foo_bar(b"hello\n")
foo_bar("hello\n")

运行后将输出以下内容：

hello
Traceback (most recent call last):
  File "foo.py", line 5, in <module>
    foo_bar("hello\n")
ctypes.ArgumentError: argument 1: <class 'TypeError'>: wrong type

即使用字符串而不是 bytes 的后一个调用将会抛出异常。

- Antti Haapala -- Слава Україні

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谢谢你的回答，非常有效！ - Chronoxx

Answer 2

您也可以直接在C++中使用类型处理Python3字符串。在这种情况下，您需要像这样在C++中进行任何必要的转换：

#include <iostream>
#include <locale>
#include <codecvt>

void bar(wchar_t const* aString)
{
    // Kudos: https://dev59.com/-G445IYBdhLWcg3wiq8i#18374698
    std::wstring_convert<std::codecvt_utf8<wchar_t>, wchar_t> convert;

    std::cout << convert.to_bytes(aString) << std::endl;
}

extern "C" {
    void Foo_bar(wchar_t const* aString)
    {
        bar(aString);
    }
}

你将失去Python2的兼容性，然而保留HTML。

- Adrian W