在Haskell中调用C函数与Python相比如何？

Question

在Python中，我可以这样做：

import ctypes
import ctypes.util

my_lib = ctypes.cdll.LoadLibrary (ctypes.util.find_library ('my_lib') or 'my_lib32')
a = my_lib.some_function(33)
b = my_lib.some_function2(33)
c = my_lib.SOME_CONST_123

既然我需要将这种类型的Python代码转换为Haskell，那么我想知道在Haskell中我能否做到同样的事情？我知道我可以通过FFI这样做。但是这并不完全像在Python中所能做的，因为据我所知，在Haskell中我必须首先声明函数，如下所示：

foreign import ccall "my_lib.h some_function"
     some_function :: CDouble -> CDouble

这是真的吗，有没有更简单的方法呢？

- user266003

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有一些工具可以帮助生成绑定代码，比如 c2hs。你知道这些工具吗？ - Daniel Wagner

@DanielWagner，还没有。假设我使用一个C库，那么这些工具是否会为该库中的所有函数生成绑定，即使我不知道该库导出了哪些函数？ - user266003

@Grienders 不太可能。您会希望对导出的函数有一定控制 - 例如只导出某些头文件中导出的函数。对于名称类似这样的情况，您还可能需要 - 或必须 - 改变一些函数的名称，因此完全自动化可能不是最好的选择。但大多数时候编写一个提取相关绑定的脚本并不太困难。如果您想要全部在 Haskell 中完成，则可以使用 language-c 来帮助完成。 - Cubic

Answer 1

Python中的ctypes库基本上是C库libffi的包装器，它是一个库，让我们在运行时而不是编译时给出信息，可以调用进程地址空间中的任意函数。

同样的库也可以与Haskell一起使用动态链接器来实现相同的效果。

import Foreign.LibFFI
import System.Posix.DynamicLinker

example :: IO ()
example = do
  dlopen "mylib.so" [RTLD_LAZY]
  fn  <- dlsym Default "some_function"
  fn2 <- dlsym Default "some_function2"
  a <- callFFI fn retCInt [argCInt 33]
  b <- callFFI fn2 retCInt [argCInt 33]
  return ()

这种做法并不理想，我不建议像这样构建大量绑定，正如许多 Python 开发人员反对仅在最后一步使用 ctypes 一样。首先，每次函数调用都会有一些开销（大致相当于 ctypes 的开销）。与从 Haskell 中的 ccall unsafe FFI 函数进行比较，它 基本上没有开销，并且与本机 C 函数调用一样便宜。

其次，与具有良好简单的 Haskell 类型（例如Int和Float）的参数不同，函数参数现在全部位于一个巨大的 libffi 总和类型 Arg 中，该类型对类型系统是不透明的，并且很容易引入微妙的错误。

如果您可以在编译时链接 C 库并转发声明函数，可以使用常规 Haskell FFI（-XForeignFunctionInterface）和/或类似 c2hs 的工具，这将使生活更加轻松。

- Stephen Diehl