haskell - 如何从 Haskell 调用 C++ Setter 和 Getter

问题描述

我知道如何从 Haskell 调用纯 C++ 函数，但想知道如何让 GHC 接受有副作用的函数。

我希望 Haskell 具有对 C++ 链表的只读访问权限，以及对 C++ 变量的独占写入访问权限。例如：

class node {
    // Some other class makes a linked list out of these
    int x;
    node* previous;
    node* next;
}

class myHaskellInterface {
    node* presentLocation; // C++ decides what is regarded as current location

    int getVal() {
        // Haskell calls this to get information from C++
        return presentLocation->x;
    }

    int haskellResults; // Store Haskell output here

    void setVal(int x) {
        // Haskell calls this to pass information back
        haskellResults = x;
    }

};

尽管 getVal() 没有副作用，但它是一个明显有副作用的类的一部分，所以我不清楚是否需要偷偷摸摸的技巧才能让 GHC 接受它。

setVal(int) 明显有副作用，那怎么让 GHC 不在乎呢？

标签： haskellhaskell-ffi

请注意，副作用的产生不是问题。重要的是“不纯”与“纯”功能。虽然getVal不会产生副作用，但它依赖于副作用来产生一个值，因为它会咨询presentLocation. 换句话说，它是一个不纯的函数。

Haskell 可以调用外部函数，无论它们是纯的还是不纯的，你只需要给它们适当的签名。必须给不纯函数一个IO a返回类型。可以给纯函数一个非IO返回类型。（当然，你也可以给一个纯函数一个IO返回类型，但你不必这样做，所以通常不会。）

例如，假设我们有一个简单的 C++“接口”：

int value = 0;   // Haskell code sets value directly
extern "C" int getValue() { return value; }  // and gets it with this

如果我们错误地尝试getValue作为纯函数导入：

foreign import ccall "interface.cc &value" valuePtr :: Ptr CInt
foreign import ccall "interface.cc getValue" getValue :: CInt  -- **NO NO NO!!!**

并像这样测试它：

main :: IO ()
main = do
  print getValue
  poke valuePtr 5
  print getValue

我们得到不正确的输出：

0
0

相反，我们需要给出getValue一个类型IO CInt：

foreign import ccall "interface.cc getValue" getValue :: IO CInt

对程序的其余部分进行适当的修改：

import Foreign
import Foreign.C

foreign import ccall "interface.cc &value" valuePtr :: Ptr CInt
foreign import ccall "interface.cc getValue" getValue :: IO CInt

main :: IO ()
main = do
  print =<< getValue
  poke valuePtr 5
  print =<< getValue

输出如预期：

0
5

请注意，只有返回值应该被赋予一个IO类型。如果我们添加一个带参数的不纯函数，例如：

extern "C" int getMultValue(int scale) { return value*scale; }

那么你会使用：

foreign import ccall "interface.cc getMultValue" getMultValue :: CInt -> IO CInt

完整的程序：

// interface.cc
int value = 0;
extern "C" int getValue() { return value; }
extern "C" int getMultValue(int scale) { return value*scale; }

-- Main.hs
import Foreign
import Foreign.C

foreign import ccall "interface.cc &value" valuePtr :: Ptr CInt
foreign import ccall "interface.cc getValue" getValue :: IO CInt
foreign import ccall "interface.cc getMultValue" getMultValue :: CInt -> IO CInt

main :: IO ()
main = do
  print =<< getValue
  poke valuePtr 5
  print =<< getValue
  print =<< getMultValue 5

请注意，当所讨论的函数或变量实际上是方法/实例变量时，事情会变得更加复杂。Haskell 不直接支持使用 C++ 对象，因此您需要构建某种extern "C"接口并将对象指针作为显式参数传递。如果您在设计过程中遇到麻烦，可能会发布其他问题，我们会尽力提供帮助。

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