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在使用 FFI 时，C99 的 bool 类型在 Haskell 中的等效类型是什么？

haskellc99ffi
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我有一个使用C99 bool数据类型的库，我想通过FFI调用它。

在Haskell中，C99 bool的对应类型是什么？在Foreign.C.types中有CInt、CShort等类型，但没有CBool。

如果没有“正确”的bool类型，有哪种安全的替代类型可以传递给期望bool的函数？

另一种方法是修改C库，但我想保持其完整性。

我最终修改了库，使用整数代替布尔值。这是一个内部库，所以修补起来非常简单。无论如何，这是一个有趣的问题。希望基础库将来可以扩展布尔支持。 - Zouppen
5个回答
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由于C99中sizeof(_Bool)的大小是实现定义的(参见ISO / IEC 9899:1999 6.2.5、6.2.6和6.5.3.4/4), 明显的可移植解决方案是通过使用int而不是bool调用这些函数的包装器。或者，如果您不关心可移植性，可以检查您的编译器文档以找出您平台上的_Bool大小，并使用相应的FFI类型。

我猜CBool在Foreign.C.Types中不存在的原因是底层的C实现不支持C99的所有特性。一个非常广泛使用的编译器(MSVC)根本不支持C99。

我不知道这是否作为一个理由有意义。显然，只有在与使用“bool”的C代码进行接口时才会使用CBool，在这种情况下，您假定存在符合标准的编译器。我认为更可能的原因是CBool更加晦涩和不常用，因此还没有人发现有必要编写支持。 - Ben Millwood
由于它是“实现定义的”，因此它可以是任何大小，甚至在符合C99标准的编译器上也可能不同于其他编译器。任何对C的FFI都很难自动和安全地解决这个问题，Haskell FFI也不例外。 - jpaugh
@jpaugh 嗯，sizeof(int) 在 C 中也是实现定义的。然而，我们可以从 Haskell 调用带有 int 参数的函数，因为目标平台的 C ABI 是由平台供应商指定的。问题在于，一些供应商选择忽略 C99 扩展。一个合理的解决方案是在这些情况下将 _Bool 类似于 unsigned char 处理。 - Mikhail Glushenkov
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据我所知，C99没有定义_Bool类型的确切大小（而bool映射到_Bool）。你唯一知道的是它足够大以容纳值0和1。因此，它的二进制表示是与编译器相关的，这就是为什么我猜想它不在FFI支持库中的原因。
下面的程序是使用GCC 4.7.2编译的：
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

int main() {
    printf("%d", sizeof(bool));
    return 0;
}

给出以下输出：
% gcc -std=c99 -o test test.c
% ./test 
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在GCC中，bool似乎被映射为char。你看到的结果取决于编译器。

因此，如果你想要完全可移植性，最好为你的C函数编写一个包装器(wrapper)，它将采用普通的int并使用类型转换传递给函数。

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按照同样的推理，CInt和CLong也不存在，因为它们也没有精确的大小要求。我们知道关于 int 的只是它至少必须支持从 -32767 到 32767 的值。 - Luc Danton
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@LucDanton，CInt和CLong的基础类型被所有编译器支持，没有例外。但是对于bool来说就不是这样了，因为它是C99扩展，一些最常用的编译器根本不支持C99。显然，良好的FFI实现不应该依赖于存在支持所有最新标准的理想编译器。 - Vladimir Matveev
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那么应该是这个答案，而不是你所提供的。我的评论只是一种修辞手法，用于展示论点中的缺陷。 - Luc Danton
我认为表示问题完全是一个误导。 _Bool 可能会改变大小并不是问题，我们只需要让 CBool（或其他）做同样的事情即可。 - Ben Millwood
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将参数设为bool和将返回类型设为bool之间存在差异。

我非常确定C99布尔类型被引入（并且不同于所有其他基本值），是因为预C99的BOOL不是函数的足够好的返回类型：
必须存在这样一个变量的内存表示，至少为1个字节，但是...
1. 在汇编级别上处理布尔值是通过FLAG依赖的goto完成的。（参见&&和||） 2. 应该可以在布尔值上使用更快的按位&和|，而不是&&和||，这需要bool为1位。 3. 函数的返回值应该能够使用FLAG寄存器（在某些机器上），而不是被强制使用INT寄存器的1位或甚至在INT寄存器中使用任何零/非零int。
因为第3点，我认为，除非我们考虑每个平台上C99 bool用法的ABI（应用程序二进制接口），否则不会有直接的解决方案。可能更容易修补Haskell编译器，以包装具有/应该具有C99-bool结果类型的每个导入/导出的C函数。
如果我没记错的话，在C函数的参数列表中，int是大多数基本C类型的安全替代品。但是对于bool类型，CChar很可能会做得更好。您可能希望阅读有关可变参数特性,...)的文章，这是由printf使用的。
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如果您使用hsc2hs，您可以这样做：
#include <stdbool.h>

type CBool = #{type bool}

cFalse, cTrue :: CBool
cFalse = 0
cTrue = 1

你还可以使用Foreign.Marshall.Utils中的toBool和fromBool函数在CBool和Bool之间进行转换。

关键在于#{type bool}，它告诉hsc2hs选择一个与C类型bool大小相同的Haskell数值类型。在我的机器上，这个类型是Word8。

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