DLang 與 C 語言互動

很難受的是，這部分的檔案太少了，根本沒有 教學向 的文章。所以我寫了此文以做分享。

本文原址連結（防止機器搬運）：https://www.cnblogs.com/jeefy/p/17499441.html

閱讀提示：請保證如下條件:

會基本C語言使用，以及其編譯命令。
會基本D語言使用，以及其編譯命令。
會使用 Makefile 之類的東西（不會也無所謂），不會 dub

DLang 與 C 語言互動

最簡單的例子

// chello.c
#include <stdio.h>

void hello(void) {
    puts("Hello World!");
}

// hello.d
extern (C) void hello();

void main() {
    hello();
}

其實上面的兩個程式的意義非常明顯，就是最基本的 Hello World! 輸出罷了。

我們有了上面兩個檔案後可以通過如下命令編譯：

gcc -c chello.c
dmd hello.d chello.o

最終會得到一個 main 可執行檔案（也可能是 main.exe，看系統）。執行它，你就得到了 Hello World!

接下來對於部分做出解釋。

函數的宣告：在 hello.d 中有一句 extern (C) void hello();，這就是函數的宣告部分，由於 dlang 與 C++ 一樣在處理常式名的時候會做一些變化，然而 C 中的函數名卻是不變的，所以需要顯式宣告其函數名的處理方式：extern (C)，也就是按照 C 的處理方式處理，這樣才能呼叫到 chello.o 中的 hello 方法。
編譯的命令：唯一需要注意的是需要把 .o 檔案顯示的放入編譯命令中。
標頭檔案：這是困擾我最久的一個點，dlang 如何使用 C 的標頭檔案？後來才發現了一個誤區，dlang 不存在標頭檔案的說法，也就是說 dlang 無法直接使用 .h 檔案。但是我們又需要宣告函數怎麼辦？在官方檔案中有這樣一個命令：
```
gcc -E -P program.h > program.lst
```
這個命令的作用在於列出所有宣告的東西（包括函數與結構體的宣告）。在經過一定的修改後，就可以變為 .d 檔案（做類似於標頭檔案的作用）。

接下來我們嘗試一點更加高階的東西。

連結庫

我使用的例子是我自己在寫的一個小東西。參見：Jeefy / jimg · GitLab

假如我需要使用一個簡單的 SDL 程式以顯示一個色塊。我可以很輕易的寫出如下程式碼：

// cshow.c
#include <stdio.h>

#include <SDL2/SDL.h>

// 省略了部分宏定義....避免冗長

int showColor(int R, int G, int B) {
    SDL_PREWORK(50, 50);
    while (!done) {
        SDL_MYEQUIT(60);

        if (SDL_SetRenderDrawColor(ren, R, G, B, 255) < 0) {
            fprintf(stderr, "Error Set render draw color: %s\n", SDL_GetError());
            return -1;
        }
        SDL_RenderFillRect(ren, NULL);
        SDL_RenderPresent(ren);
    }

    SDL_CLEANUP;
    return 0;
}

對於 dlang 中的呼叫也很明瞭：

// color.d

// show the color by SDL (written in C)
extern (C) int showColor(int, int, int);

只是問題出在編譯的部分。

如果我們按照一下步驟編譯：

gcc -c cshow.c `pkg-config sdl2 --cflags --libs`
dmd color.d cshow.o

我們最終會發現出現 undefined reference to ... 的錯誤。

在官方檔案中並沒有提及使用系統連結庫的問題。但是隱晦的給出瞭解決方法。

我們直接找到 libSDL2.so 所在的位置。在我的系統中是 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libSDL2.so

於是編譯命令新增一個部分，變為：

gcc -c cshow.c `pkg-config sdl2 --cflags --libs`
dmd color.d cshow.o /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libSDL2.so

也就是直接把連結庫也帶上……屬實給我整無語了。

啊，於是，我們不能真的吧所有庫的位置全部找到，然後在編譯的時候一個一個複製上去吧。所以就需要類似與 Make 或者 CMake, meson 之類的構建工具輔助我們。這部分不過多展開。

函數，引數？

有些時候，我們想要在 C 中使用 dlang 分配的記憶體。如：

// exmaple.c
void fillMem(int *dst, int size, int val) {
    for (int i = 0; i < size; ++i)
        dst[i] = val;
}

自然的，我們可以想到：

// example.d
// 錯誤範例！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
import std.stdio;

extern (C) void fillMem(int[] dst, int size, int val);

void main() {
    int[] arr = new int[](3);
    fillMem(arr, 3, 1);
    writeln(arr[2]);
}

可以編譯通過，然後執行……輸出 0。

講道理應該是輸出 1 才對。

那麼很明顯，型別出了問題，我們不應該如此操作。

於是參考官方檔案。正確的姿勢如下：

import std.stdio;
extern (C) void fillMem(int* dst, int size, int val);

void main() {
    int[] arr = new int[](3);
    fillMem(arr.ptr, 3, 1);
    writeln(arr[0]);
    writeln(arr[1]);
    writeln(arr[2]);
    writeln(arr.length);
}

為什麼如此？在 dlang 中，可變長陣列其實有兩個變數，可以理解為：

struct {
    int length;
    int * ptr;
}

當然，型別肯定不是這樣的……

也就是說 arr.ptr 中才存著資料。所以如此。

~~那麼考慮不可變長陣列。好像還是隻能使用上面那種宣告和呼叫方法……~~

這就是在傳遞引數的時候最需要注意的一個點。其他的引數型別轉化可以參考：