解决Windows上Python与C++子进程二进制数据通信的EOF问题

import os
import random
from subprocess import Popen, PIPE, DEVNULL, STDOUT

def run_cpp_subprocess(data_bytes):
    """
    运行C++子进程，并通过stdin传递二进制数据。
    """
    command = os.path.join('.', 'program') # 假设C++编译后的程序名为 'program'

    # Popen 启动子进程
    # stdin=PIPE: 创建一个管道用于向子进程的stdin写入
    # stderr=PIPE: 捕获子进程的错误输出
    # text=False: 确保管道以二进制模式打开，而非文本模式
    proc = Popen(command, stdin=PIPE, stderr=PIPE, text=False)

    # 将二进制数据写入子进程的stdin
    bytes_written = proc.stdin.write(data_bytes)
    print(f'Python 写入: {bytes_written} 字节')

    # 关闭stdin，通知子进程没有更多数据
    proc.stdin.close()

    # 等待子进程完成并获取其stdout和stderr
    stdout_data, stderr_data = proc.communicate()

    print('\nC++ stderr:', stderr_data.decode(errors='ignore'), '\n')
    print('C++ stdout:', stdout_data.decode(errors='ignore'), '\n')
    return stdout_data, stderr_data

# 生成一个包含1000个随机字节的列表
VAR_NUM = 1000
vars_list = [random.randint(0, 255) for _ in range(VAR_NUM)]           
input_bytes = bytes(vars_list) # 转换为bytes对象

print('Python 写入的原始字节 (部分):')
print(vars_list[:20], '...\n') # 打印前20个字节作为示例

# 运行C++子进程
run_cpp_subprocess(input_bytes)

#include <iostream>
#include <cstdio> // For fread, feof, ferror
#include <cstdlib> // For malloc
#define VAR_NUM 1000 // 预期的字节数

// 模拟从stdin读取字节并存储到整数数组中
void read_vars(int* vars) {
    char buf;
    int chk;

    for (int i = 0; i < VAR_NUM; i++) {
        // 每次读取一个字节
        chk = fread(&buf, sizeof(char), 1, stdin);

        // 调试输出，在Windows上会看到过早的EOF
        // std::cout << (int)(unsigned char)buf << "(" << chk << ") ";

        vars[i] = (int)(unsigned char)buf; // 存储读取的字节

        if (chk == 0) { // 如果fread返回0，表示没有读取到字节
            if (feof(stdin)) {
                // 写入stderr，以便Python端捕获
                fwrite("[EOF detected prematurely!]", sizeof(char), 26, stderr);
                return; // 提前退出
            }
            if (ferror(stdin)) {
                fwrite("[stdin ERROR detected!]", sizeof(char), 24, stderr);
                return; // 提前退出
            }
        }
    }
    // std::cout << std::endl; // 调试输出
    return;
}

int main() {
    int* vars = (int*) malloc(VAR_NUM * sizeof(int));
    if (!vars) {
        fwrite("[Memory allocation failed!]", sizeof(char), 26, stderr);
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < VAR_NUM; i++) vars[i] = 0; // 初始化数组

    read_vars(vars);
    free(vars); // 释放内存
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <cstdio>   // For fread, feof, ferror
#include <cstdlib>  // For malloc, free
#include <io.h>     // For _setmode, _fileno
#include <fcntl.h>  // For _O_BINARY
#include <stdexcept> // For std::runtime_error (optional, for more robust error handling)

#define VAR_NUM 1000 // 预期的字节数

// 模拟从stdin读取字节并存储到整数数组中
void read_vars(int* vars) {
    char buf;
    int chk;

    for (int i = 0; i < VAR_NUM; i++) {
        chk = fread(&buf, sizeof(char), 1, stdin);

        vars[i] = (int)(unsigned char)buf; // 存储读取的字节

        if (chk == 0) { // 如果fread返回0，表示没有读取到字节
            if (feof(stdin)) {
                fwrite("[C++ ERROR: EOF detected prematurely!]", sizeof(char), 37, stderr);
                // 可以在这里抛出异常或采取其他错误处理措施
                return; 
            }
            if (ferror(stdin)) {
                fwrite("[C++ ERROR: stdin stream error!]", sizeof(char), 32, stderr);
                return;
            }
        }
    }
    return;
}

int main() {
    // 关键步骤：将stdin设置为二进制模式
    if (_setmode(_fileno(stdin), _O_BINARY) == -1) {
        fwrite("[C++ ERROR: Failed to set stdin to binary mode!]", sizeof(char), 47, stderr);
        return 1; // 设置失败，退出程序
    }

    int* vars = (int*) malloc(VAR_NUM * sizeof(int));
    if (!vars) {
        fwrite("[C++ ERROR: Memory allocation failed!]", sizeof(char), 37, stderr);
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < VAR_NUM; i++) vars[i] = 0; // 初始化数组

    read_vars(vars);
    free(vars); // 释放内存
    return 0;
}

g++ program.cpp -o program