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解密 Python 如何调用 Rust 编译生成的动态链接库( 四 )

Rust

然后来看看 Python 如何调用：
from ctypes import *py_lib = CDLL("../py_lib/target/debug/libpy_lib.dylib")s = "hello 古明地觉".encode("utf-8")# Rust 返回的是原始指针，这里必须要拿到它保存的地址# 所以指定返回值为 c_void_p，如果指定为 c_char_p，# 那么会直接转成 bytes 对象，这样地址就拿不到了py_lib.to_uppercase.restype = c_void_p# 拿到地址 ， 此时的 ptr 是一个普通的整数，但它和指针保存的地址是一样的ptr = py_lib.to_uppercase(c_char_p(s))# 将 ptr 转成 c_char_p，获取 value 属性 ， 即可得到具体的 bytes 对象print(cast(ptr, c_char_p).value.decode("utf-8"))"""HELLO 古明地觉"""# 内容我们拿到了，但堆区的字符串还没有释放，所以调用 free_cstringpy_lib.free_cstring(c_void_p(ptr))通过 CString 的 into_raw，可以基于 CString 创建原始指针 *mut ， 然后 Python 将指针指向的堆区数据拷贝一份 ， 得到 bytes 对象 。
但这个 CString 依旧驻留在堆区，所以 Python 不能将返回值指定为 c_char_p，因为它会直接创建 bytes 对象，这样就拿不到指针了 。因此将返回值指定为 c_void_p，调用函数会得到一串整数，这个整数就是指针保存的地址 。
我们使用 cast 函数可以将地址转成 c_char_p，获取它的 value 属性拿到具体的字节串 。再通过 c_void_p 创建原始指针交给 Rust，调用 CString 的 from_raw，可以基于 *mut 创建 CString，从而将所有权夺回来，然后离开作用域时释放堆内存 。
 给函数传递指针如果扩展函数里面接收的是指针，那么 Python 要怎么传递呢？
#[no_mangle]pub extern "C" fn add(a: *mut i32, b: *mut i32) -> i32 {    // 定义为 *mut，那么可以修改指针指向的值，定义为 *const，则不能修改    if a.is_null() || b.is_null() {        0    } else {        let res = unsafe {            *a + *b        };        unsafe {            // 这里将 *a 和 *b 给改掉            *a = 666;            *b = 777;        }        res    }}定义了一个 add 函数 ， 接收两个 i32 指针，返回解引用后相加的结果 。但是在返回之前，我们将 *a 和 *b 的值也修改了 。
from ctypes import *py_lib = CDLL("../py_lib/target/debug/libpy_lib.dylib")a = c_int(22)b = c_int(33)# 计算print(py_lib.add(pointer(a), pointer(b)))  # 55# 我们看到 a 和 b 也被修改了print(a, a.value)  # c_int(666) 666print(b, b.value)  # c_int(777) 777非常简单 ， 那么问题来了，能不能返回一个指针呢？答案是当然可以，只不过存在一些注意事项 。
由于 Rust 本身的内存安全原则，直接从函数返回一个指向本地局部变量的指针是不安全的 。因为该变量的作用域仅限于函数本身，一旦函数返回，该变量的内存就会被回收，从而出现悬空指针 。
为了避免这种情况出现，我们应该在堆上分配内存 ， 但这又出现了之前 CString 的问题 。Python 在拿到值之后 ， 堆内存依旧驻留在堆区 。因此 Rust 如果想返回指针，那么同时还要定义一个释放函数 。
#[no_mangle]pub extern "C" fn add(a: *const i32, b: *const i32) -> *mut i32 {    // 返回值的类型是 *mut i32，所以 res 不能直接返回，因此它是 i32    let res = unsafe {*a + *b};    // 创建智能指针（将 res 装箱），然后返回原始指针    Box::into_raw(Box::new(res))}#[no_mangle]pub extern "C" fn free_i32(ptr: *mut i32) {    if !ptr.is_null() {        // 转成 Box<i32>，同时拿到所有权，在离开作用域时释放堆内存        unsafe { let _ = Box::from_raw(ptr); }    }}


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