如何在 Perl6 NativeCall 结构中定义固定长度的字符串？答案

【问题标题】：How to define fixed-length strings in a Perl6 NativeCall struct?如何在 Perl6 NativeCall 结构中定义固定长度的字符串？
【发布时间】：2017-09-29 03:08:16
【问题描述】：

我有一个第三方 C 库，它定义了一个类似的结构：

struct myStruct {
  int a;
  int b;
  char str1[32];
  char str2[32];
};

还有一个函数，它接受一个指向这个结构的指针并填充它。我需要我的 Perl6 本机调用来提供该结构，然后读取结果。

到目前为止，我在 Perl6 中将结构定义为：

class myStruct is repr('CStruct') {
  has int32 $.a;
  has int32 $.b;
  has Str $.str1; # Option A: This won't work as Perl won't know what length to allocate
  has CArray[uint8] $.str2; # Option B: This makes more sense, but again how to define length?  
                     # Also, would this allocate the array in place, or 
                     #    reference an array that is separately allocated (and therefore not valid)?
}

还有一个像这样的原生调用：

sub fillStruct(myStruct) is native('test_lib') { ... }
我的 $struct = myStruct.new();
填充结构（$结构）； # 到目前为止我尝试过的任何变体都会出现 seg 错误

我怎样才能做到这一点？

【问题讨论】：

您尝试过文档中的代码吗？ docs.perl6.org/language/nativecall#Structs 我们可以推断结构将动态调整大小，同时考虑到CArray 的当前大小。文档演示了更改 TWEAK() 中的元素。所以尝试传递一个完整的数组而不是一个空的数组。（如果你想让它为空，请填写 0。）
但是 perl 在技术上不需要计算大小。它只需要可用的内存。所以填充数组应该可以解决问题。（如果我记得我的 C++ 时代，结构并不总是相同的大小，因为您可以将可变长度缓冲区作为最后一个元素。）
C/C++ 结构总是以固定大小定义，尽管它们可以映射/转换到更大的内存区域，并且可以通过指针操作访问。
我也尝试了推荐的 TWEAK 函数方法，将每个 uint8 数组显式初始化为正确的大小，但是当我运行它时仍然出现 seg 错误。我怀疑 Perl 是将指向字符串数组的指针插入到结构中，而不是根据需要直接在结构中定义数组。
遗憾的是，rakudo 仍然缺少您需要的功能；您可以从 nativehelpers 模块中得到一些缓解：modules.perl6.org/search/?q=nativehelpers - 希望对您有所帮助

标签： raku nativecall

【解决方案1】：

正如其他人所说，目前似乎没有任何方法可以实现这一目标。

我已经求助于定义一个新的 C 函数作为解决方法。该函数有效地充当访问器方法，仅返回我需要的字段作为离散的 NativeCall 友好指针。

希望社区能够在某个时候为这个案例提供适当的支持。

【讨论】：

【解决方案2】：

在撰写本文时，这似乎没有得到处理。
作为一种解决方法，我的做法是让宏生成 32 个int8，充分放置字段名称。

【讨论】：

谢谢。您能否举一个定义变量的宏的示例，如果可能的话，是一个具有编程选择名称的变量？宏目前完全没有文档记录。
其实不需要使用宏，使用元对象协议创建类即可。它会让你创建一个类型，添加属性，然后组成类。您可能可以查看我的 ADT 模块以获取灵感：github.com/timo/adt

【解决方案3】：

截至 2020 年 7 月，您应该能够做到以下几点：

sub setCharArray($a, $s, $l, $c is rw) {
  die 'Too many chars!' unless $s.chars <= $l;;

  $c = $s if $c;
  my $chars = $a.encode;
  $a[$_] = $chars[$_] for ^$chars.elems;
  $a[$chars.elems] = 0 unless $s.elems == 128;
}

class A repr<CStruct> is export {
  HAS uint8 @!myString[128] is CArray;

  state Str $cached;

  method myString is rw {
    Proxy.new:
      FETCH => sub($) {
        return if $cached;
        $cached = Buf.new(@!myString).decode
     },

     STORE => $, Str $s is raw {
       setCharArray(@!myString, $s, 128, $cached);
     }
  }
  
}

让我解释一下：

用于定义静态尺寸元素的“HAS”声明器已经在 NativeCall 中使用了一段时间，所以这不是实验部分。棘手的部分是“方法 myString”。它允许 A 类的使用者设置和获取 @!myString 属性，就好像它是一个正确的属性，而不是一个数组。

如果@!myString 中的数据首先从C 中读取，那么$cache 状态变量将为空。然后通过解码的 Buf 创建 Str 对象并返回。希望对用户隐藏对象实现中看到的复杂性，以便：

my $a = c_function_that_returns_A();
$a.myString;

...将按预期工作，并且类似：

$a.myString = 'Crab';

...也可以正常工作。

不幸的是，像 setCharArray() 这样的辅助函数需要迭代来设置 @!myString，但希望将来会有所改变。

IMPORTANT CAVEAT -- 此实现假定一旦分配对象，对 @!myString 的更改仅限于 Raku 端，否则一旦设置，$cached 值将屏蔽它们。目前，我真的没有找到解决方法，除非您想在每次需要访问 @!myString 时花费这些周期来创建一个新的 Str a-fresh。

【讨论】：