在 Python 和 Rust 之间传递整数的安全性

Question

这安全吗？

假设我想从 Python 中调用一些 Rust 代码。假设我的

lib.rs

看起来像这样：

#[no_mangle]
pub extern fn add(left: i32, right: i32) -> i32 {
    return left+right;
}

假设我使用

ctypes

从 Python 调用这段代码，如下所示：

import ctypes

def rust_add(left, right):
    rust_lib = ctypes.CDLL("path/to/the/so/file")
    return rust_lib.add(left, right)

那么以上安全吗？

预期的障碍：整数溢出

输入溢出

即使是我——对 Rust 的掌握极其薄弱——也可以预见到一个问题是“整数溢出”。我想，如果 left 或

right

大于 2^32，就会导致不好的事情发生：Rust 要么会遇到运行时错误（最有可能），要么只会返回愚蠢的答案（最坏的情况下）。 Python 中的一些类型检查（也许使用 NumPy 的

uint32

）是否足以防止此问题？工作中的溢出

这个更加阴险：假设我从 Python 中要求我的 Rust 函数添加 (2^32)-1 和 (2^32)-2。不应该立即发生溢出，但是一旦我们将两个数字加在一起就会发生溢出。据我了解，在遇到这样的溢出时，Rust 在调试模式下会出现恐慌，但在发布模式下会尽力坚持下去。

总结

除了彻底测试之外，是否有任何众所周知的实践可以解决在动态宽度语言（例如 Python）和固定宽度语言（例如 Rust）之间传递整数时出现的困难？

• 除了
整数溢出之外，在 Rust 和 Python 之间传递整数是否存在任何问题？

默认情况下，

Answer 1

会将整数参数和函数返回值转换为其

c_int

类型， 其大小取决于平台。超过此大小的值将被截断。如果

c_int

碰巧不是 32 位，这将导致 Rust 意义上的未定义行为（您最终会使用不正确的调用约定来调用 rust 函数）。在这种情况下，这可能不是您想要的。

因此我推荐以下Python代码：

def rust_add(left, right):
    rust_lib = ctypes.CDLL("path/to/the/so/file")
    rust_add = rust_lib.add
    rust_add.argtypes = [ctypes.c_int32, ctypes.c_int32]
    rust_add.restype = ctypes.c_int32
    return rust_add(left, right)

这样，无论平台如何，

ctypes

都会将参数和返回类型转换为正确的整数类型。

它仍然会截断较大的整数，并为其他 python 类型抛出异常。如果您想以不同的方式处理这些情况，您必须自己做。
有关 

ctypes

如何处理类型转换的更多详细信息，我推荐他们出色的

文档

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