Python ctypes调用C++接口返回字符串数组数据损坏问题排查

• C++侧局部对象悬空指针
  你在getStrings函数中使用auto strs = inst->getStrings();接收vector时，因为getStrings返回的是vector引用，不加&的情况下auto会推导为值类型，相当于生成了一个局部vector副本。你将该局部副本的data()指针作为返回值输出，函数执行结束后局部vector被销毁，对应内存空间被回收，你拿到的就是野指针，因此前几个元素出现数据损坏，未被覆盖的后几个元素暂时正常。
• Python ctypes未声明函数原型
  ctypes默认将所有导出函数的返回值识别为int类型，在64位操作系统中，指针长度为8字节、int长度为4字节，会导致返回的指针地址被截断，也可能引发内存访问异常。

1. 修复C++代码 #

将getStrings函数中的值接收改为引用接收，避免生成局部副本：

void getStrings(void* test_ptr, char*** strings, size_t* length) {
    auto inst = reinterpret_cast<Test *>(test_ptr);
    // 加&用引用接收，不拷贝vector
    auto& strs = inst->getStrings();
    *strings = strs.data();
    *length = strs.size();
}

额外建议：补充对应destroyTest的导出函数，主动释放Test实例避免内存泄漏。

2. 修复Python代码 #

加载动态库后主动声明导出函数的参数和返回值类型：

from ctypes import *
lib = cdll.LoadLibrary("test.so")

# 声明函数原型
lib.createTest.restype = c_void_p
lib.getStrings.argtypes = [c_void_p, POINTER(POINTER(c_char_p)), POINTER(c_size_t)]

test_ptr = lib.createTest()

strs_arr = POINTER(c_char_p)()
strs_len = c_size_t()

lib.getStrings(test_ptr, byref(strs_arr), byref(strs_len))

for i in range(0, strs_len.value):
    print("var {}: data={}".format(i, strs_arr[i]))

修改后重新编译动态库，运行Python代码即可正常输出全部字符串：

var 0: data=b'test1'
var 1: data=b'test2'
var 2: data=b'test3'
var 3: data=b'test4'

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Phoenixx