使用ctypes在Python中使用Rust返回数组

我有一个Rust函数，它返回一个

数组

，我想在

Python

中使用这个数组，它可以是一个

列表

或

numpy。数组

其实并不重要

我的函数如下所示：

#[no_mangle]
pub extern fn make_array() -> [i32; 4] {
    let my_array: [i32; 4] = [1,2,3,4];
    return my_array;
}

In [20]: import ctypes

In [21]: from ctypes import cdll

In [22]: lib = cdll.LoadLibrary("/home/user/RustStuff/embed/target/release/libembed.so")

In [23]: lib.make_array.restype = ctypes.ARRAY(ctypes.c_int32, 4)

In [24]: temp = lib.make_array()

In [25]: [i for i in temp]
Out[25]: [1, 2, -760202930, 32611]

我试着用Python这样调用它：

#[no_mangle]
pub extern fn make_array() -> [i32; 4] {
    let my_array: [i32; 4] = [1,2,3,4];
    return my_array;
}

In [20]: import ctypes

In [21]: from ctypes import cdll

In [22]: lib = cdll.LoadLibrary("/home/user/RustStuff/embed/target/release/libembed.so")

In [23]: lib.make_array.restype = ctypes.ARRAY(ctypes.c_int32, 4)

In [24]: temp = lib.make_array()

In [25]: [i for i in temp]
Out[25]: [1, 2, -760202930, 32611]

我做错了什么？为什么我的输出不是

[1,2,3,4]

？为什么我的前两个元素是正确的，而另外两个元素填充了垃圾

我找不到任何关于

ctypes.ARRAY

的好文档，所以我只选择了看起来正确的文档，所以这可能就是问题所在。

我同意所说的-。一个主要的不兼容性是Rust数组知道它们的大小，而C数组不知道。您需要遵守其他所有C程序的操作方式—分别返回指针和长度。相比之下，Rust不是一种很好的现代语言吗

我窃取并修改了一些Python代码

导入ctypes
从ctypes导入cdll
lib=cdll.LoadLibrary（“libarray.dylib”）
lib.make_array.restype=ctypes.POINTER（ctypes.c_int32*4）
打印[i for i in lib.make_array（）.contents]

这适用于以下防锈代码：

静态数组：[i32；4]=[1,2,3,4]；
#[没有损坏]
pub extern fn make_array（）->*常量i32{
ARRAY.as_ptr（）
}

---

在这里，我们做的是最简单的事情，创建一个数组，该数组将在程序的整个长度内有效，并返回对其数据的引用。在实际的程序中，您可能需要更加小心，以确保

Vec

或

&[i32]

严格超过Python代码具有指针的时间，否则将导致内存损坏。

正如其他人所说，您无法正确返回固定大小的数组。但是，您可以通过将数组包装到一个结构中，诱使ctypes做正确的事情：

import ctypes

class Int32_4(ctypes.Structure):
    _fields_ = [("array", ctypes.c_int32 * 4)]

lib = ctypes.CDLL("embed.dll")
lib.make_array.restype = Int32_4

temp = lib.make_array()

print(temp.array[:])

这将导致我的机器上出现

[1,2,3,4]

附录：这是一个“把戏”，因为我们正在利用C和Rust之间的差异。C不允许您按值返回固定大小的数组，但Rust会，其工作原理与返回用户定义的结构相同

所以，我们做了一些C允许的事情：返回一个恰好包含固定大小数组的结构。这一点很好，并且与Rust使用的布局相匹配

当然，这也有点骇人听闻，因为我不完全相信这是定义明确的行为。如果您想更加安全，可以将生锈侧的返回类型更改为与C匹配：

#[repr（C）]
结构Int32_4{
数组：[i32；4]
}

一个小样式的nit，但是您的Rust函数可能是

pub extern fn make_array（）->[i32；4]{[1,2,3,4]}

@Shepmaster，我明白了，谢谢。我确实需要习惯正确的

rust

风格。我不知道rust的ABI如何处理返回的固定大小数组，但AFAIK C不能这样做，所以我不希望ctypes或任何C ABI使用者能够处理它。根据我的结果，似乎指向第一个元素的指针实际上被传递了，因为前两个元素是对的，所以长度是错的@Akavall我不知道Rust阵列的内存布局是什么，所以很难猜测发生了什么。其中一些数字可能是未初始化的填充字节。数组的大小可能是从

u8

到

u64

（或者可能是

usize

）的任意大小，因此要解码您正在打印的内存并不容易。很好，但是您能解释一下您的解决方案是如何工作的吗。例如，我不明白为什么这是一个“把戏”，而不是正常使用

ctypes

。现在就完全有道理了。谢谢。@DK:内存中的布局将匹配，因为C标准要求结构的地址与其第一个数据成员的地址匹配（即，无前置填充）；它可能会违反严格的别名规则，但跨语言使用它并不重要。尽管如此，最好在两端都使用

struct

，这将减少未来维护人员的头痛。@MatthieuM。当我说我不相信这是一种定义明确的行为时，我的意思是在事物的生锈方面。当然，按值返回数组就像它是一个结构一样是有意义的，但改变它并不会破坏与C代码的集成；C不能按值返回数组，因此肯定没有人依赖于确切的行为！；）