如何通过Python获取ctypes调用C函数的传入与返回指针值？

我需要通过Python调用C共享库函数时，拿到传入和返回的实际C层指针值，用pytest验证函数的内存分配逻辑——比如验证strdup返回的是新内存地址的指针，而非原指针。

踩过的坑 #

• 直接用Python的id()函数完全没用：它返回的是Python对象在解释器里的地址，和C层实际指针无关；而且空字节对象有复用优化，不同对象可能返回相同地址，根本没法用来做可靠验证。
• 把C函数的restype设为ctypes.c_void_p能拿到返回的指针值，但没法获取传给C函数的传入指针的实际地址。

解决方案 #

用ctypes.create_string_buffer创建缓冲区，结合ctypes.addressof和指针类型转换，就能同时拿到传入和返回的真实C指针值，完美解决验证需求。

测试代码示例 #

import ctypes
import pytest

# 加载系统C库（Windows下替换为"msvcrt.dll"）
libc = ctypes.CDLL("libc.so.6")

# 明确strdup的参数和返回类型，避免ctypes默认转换的坑
libc.strdup.argtypes = (ctypes.c_char_p,)
libc.strdup.restype = ctypes.c_void_p

def test_strdup_allocates_new_memory():
    # 创建带初始内容的缓冲区，避开空对象复用的问题
    original_buffer = ctypes.create_string_buffer(b"hello world")
    # 获取传给C函数的实际指针地址
    original_ptr = ctypes.addressof(original_buffer)
    
    # 调用strdup复制字符串
    duplicated_ptr = libc.strdup(original_buffer)
    
    # 核心验证：返回的指针必须和原指针不同，说明分配了新内存
    assert duplicated_ptr != original_ptr
    
    # 清理：释放strdup分配的内存，避免泄漏
    libc.free(duplicated_ptr)

关键说明 #

• create_string_buffer创建的是C风格的字符数组缓冲区，它的底层内存地址就是直接传给C函数的指针，用ctypes.addressof可以直接获取这个真实的C指针值。
• 给C函数指定argtypes和restype是好习惯，能避免ctypes自动类型转换带来的潜在问题，这里把restype设为c_void_p，就能直接拿到返回的原始指针地址。
• 测试完成后一定要调用free释放内存，尤其是在循环测试场景下，避免内存泄漏累积。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者vmonteco