使用 python ctypes 进行 2D 数组乘法后无法释放内存

问：

我尝试使用 python ctypes 模块调用 DLL 中的函数。这些函数成功执行 2D 数组乘法，并由 C 创建。以下源代码将由 Visual Studio 2017 打包到“matrixDLL.dll”中。

C 代码

//arrayMulti.cpp - will be packaged into "matrixDLL.dll" by Visual Studio 2017.
#include "pch.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

extern "C" {//prtA: array A, ay: number of rows for A, ax: number of columns for A, prtB: array B
    __declspec(dllexport) double** D2_Dot(double* prtA, int ay, int ax, double* prtB, int by, int bx)
    {
        //allocate memory for 2D array A and assign values
        double** A = (double**)malloc(sizeof(double*)*ay);
        for (int i = 0; i < ay; i++)
            A[i] = (double*)malloc(sizeof(double)*ax);
        for (int i1 = 0; i1 < ay; i1++)
            for (int i2 = 0; i2 < ax; i2++)
                A[i1][i2] = *(prtA + i1 * ax + i2);
        
        //allocate memory for 2D array B and assign values
        double** B = (double**)malloc(sizeof(double*)*by);
        for (int j = 0; j < by; j++)
            B[j] = (double*)malloc(sizeof(double)*bx);
        for (int j1 = 0; j1 < by; j1++)
            for (int j2 = 0; j2 < bx; j2++)
                B[j1][j2] = *(prtB + j1 * bx + j2);
            
        //allocate memory for the resulting array C
        double** C = (double**)malloc(sizeof(double*)*ay);
        for (int k = 0; k < ay; k++)
            C[k] = (double*)malloc(sizeof(double)*bx);

        if (ax != by) {
            printf("Dimension Error!!\n");
        }
        else {
            //find the values of the resulting array C
            for (int i = 0; i < ay; i++)
                for (int j = 0; j < bx; j++)
                    for (int k = 0; k < by; k++)
                        C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];

            return C;
        }

    }

    __declspec(dllexport) void free_memDyn(double** ptr, int ny, int nx)
    {
        for (int f = 0; f < ny; f++)
            free(ptr[f]);
        free(ptr);
    }
}

然后我使用 python ctypes 模块从上面的 DLL 调用函数。请注意，我应用了 POINTER（） 而不是指针，这是因为 pointer（） 函数创建了一个新的指针实例，指向一个对象。相比之下，POINTER（） 是一个工厂函数，用于创建并返回新的 ctypes 指针类型。

matrix.D2_Dot.restype = POINTER(POINTER(c_double * bCol) * aRow)

Python 代码

from ctypes import *

matrix = cdll.LoadLibrary('matrixDLL.dll')

A = [[1.0,2.0],[3.0,4.0]]
B = [[0.0,1.0],[2.0,3.0]]
aRow = len(A)
aCol = len(A[0])
ptrA = (c_double*aCol*aRow)()
for i in range(aRow):
  for j in range(aCol):
    ptrA[i][j] = A[i][j]
    
bRow = len(B)
bCol = len(B[0])
ptrB = (c_double*bCol*bRow)()
for i in range(bRow):
  for j in range(bCol):
    ptrB[i][j] = B[i][j]

matrix.D2_Dot.restype = POINTER(POINTER(c_double * bCol) * aRow)
dotRes = matrix.D2_Dot(ptrA,aRow,aCol,ptrB,bRow,bCol)

arrList = [[0.]*bCol for _ in range(aRow)]
for i in range(aRow):
    for j in range(bCol):
        arrList[i][j] = dotRes.contents[i][0][j]

#Return the correct result.
print('arrList[0][0]: ',arrList[0][0])#4.0
print('arrList[0][0]: ',arrList[0][1])#7.0
print('arrList[0][0]: ',arrList[1][0])#8.0
print('arrList[1][1]: ',arrList[1][1])#15.0

#Program crashes at the following  lines.
#matrix.free_memDyn(ptrA, aRow, aCol)
#matrix.free_memDyn(ptrB, bRow, bCol)
#matrix.free_memDyn(ptrA, aRow, aCol)

以下几行显示了正确的结果。

正确结果：

但是程序在这一行开始崩溃：

matrix.free_memDyn(ptrA, aRow, aCol);

错误消息类似于“内存崩溃”。由于操作系统和程序环境不同，我没有列出详细信息。

如果 free（） 函数失败，则会导致内存泄漏。如何解决此问题？