FFI 可以处理数组吗？如果是这样，怎么做？

Posted 2023-02-19

【中文标题】FFI 可以处理数组吗？如果是这样，怎么做？

【英文标题】：Can the FFI deal with arrays? If so, how?

【发布时间】：2012-04-08 22:23:16

【问题描述】：

我很确定可以通过 FFI 发送数组，但我找不到任何示例。例如，我有一个发送到 int foo(int*) 函数的 Haskell 数组，或者我有一个发送到 Haskell 的 C 数组 int bar[64];。

理想情况下，我想要最有效的方式 - 我不想要任何堆分配或不必要的复制。另外，如果我可以在 Haskell 和 C 中使用 Haskell 的未装箱数组，那就太好了。那么这样做的方法是什么？

【问题讨论】：

见Foreign.Marshal.Array。

【参考方案1】：

要将 FFI Ptr 转换为 Haskell 列表，您可以使用：

peekArray0 :: (Storable a, Eq a) => a -> Ptr a -> IO [a]

http://hackage.haskell.org/packages/archive/base/4.2.0.1/doc/html/Foreign-Marshal-Array.html#v%3ApeekArray0

【参考方案2】：

如果您使用 Data.Vector 库，您可以使用 Data.Vector.Storable 来满足您的需要。然后您可以使用诸如 unsafeToForeignPtr 或 unsafeWith 之类的函数来访问底层的外部指针。这允许您调用 C 代码而无需进行任何复制或编组。

如果要从 C 数组创建向量，可以使用 unsafeFromForeignPtr。

对于您可以使用的示例（假设 c_foo 不修改它的参数）

import Foreign.Ptr
import Foreign.C.Types
import System.IO.Unsafe (unsafePerformIO)
import qualified Data.Vector.Storable as SV

foreign import ccall unsafe "foo" c_foo :: Ptr CInt -> CInt

haskellFoo :: SV.Vector CInt -> CInt
haskellFoo sv = unsafePerformIO $
    SV.unsafeWith sv $ \ptr -> return (c_foo ptr)

这可以打高尔夫球：

haskellFoo sv = unsafePerformIO $
    SV.unsafeWith sv (return . c_foo)

请注意，如果您的 C 函数修改了数据，那么您不应该这样做，而是应该 制作数据副本以不破坏引用透明度。

如果你想使用标准的数组类型，你可以以同样的方式使用来自Data.Array.Storable 的withStorableArray。

【讨论】：

你打高尔夫球的版本没有使用sv 参数，我猜你只是不小心忽略了它（我试图编辑你的答案，但坚持我的编辑是 ≥ 6 个字符 :( )

@benmachine: 为你解决了这个问题:)

【参考方案3】：

在 C 中，数组基本上是指向数组第一个成员的指针。您可以通过对指针进行算术运算来获得其他元素。 Ptr 是 Num 的成员，因此您可以使用通常的算术运算。

【讨论】：

是的，但 Haskell 指针运算以 字节 工作。因此，在 C 语言中，您可以编写 aPtr += 1 以移动到数组的下一个元素，而在 Haskell 中，您需要编写 next = aPtr + 1*sizeOf element。或者你可以使用Foreign.Marshal.Array.advancePtr。

当我导入Foreign 或Foreign.Ptr 时，我没有看到Ptr 的Num 实例，你从哪里得到的？

【参考方案4】：

FFI 规范非常易读，因此您可能只想坐下来完成整个过程。但是，对于这个特定问题，您可以跳转到“编组”部分，尤其是 Ptr 和 Storable 小节，其中概述了可用的内容。