在Haskell和C之间交换结构化数据
首先，我是Haskell的初学者。
我正计划将Haskell集成到C中用于实时游戏。 Haskell做逻辑，C做渲染。 要做到这一点，我必须为每个滴答（每秒至少30次）从彼此传递巨大的复杂结构数据（游戏状态）。 所以传递的数据应该是轻量级的。 该状态数据可以放在存储器上的顺序空间上。 Haskell和C部分都应该自由地访问各州的每个区域。
在最好的情况下，传递数据的成本可以是复制指向内存的指针。 在最坏的情况下，通过转换复制整个数据。
我正在阅读Haskell的FFI（ http://www.haskell.org/haskellwiki/FFICookBook#Working_with_structs ）Haskell代码看起来明确指定了内存布局。
我有几个问题。
- Haskell可以明确指定内存布局吗？ （与C结构完全匹配）
- 这是真正的内存布局吗？ 或者需要任何类型的转换？ （性能损失）
- 如果Q＃2为真，那么当显式指定内存布局时会有任何性能损失吗？
-
#{alignment foo}的语法是什么？ 我在哪里可以找到关于此的文件？ - 如果我想以最佳性能传递大量数据，我该怎么做？
* PS显式内存布局function，我说只是C＃的[StructLayout]属性。 这是明确指定内存中位置和大小的。 http://www.developerfusion.com/article/84519/mastering-structs-in-c/
我不确定Haskell是否具有与C struct字段匹配的语言结构。
我强烈建议使用预处理器。 我喜欢c2hs，但是hsc2hs很常见，因为它包含在ghc中。 Greencard似乎被放弃了。
回答你的问题：
1）是的，通过可存储实例的定义。 使用Storable是通过FFI传递数据的唯一安全机制。 Storable实例定义了如何在Haskell类型和原始内存（Haskell Ptr，ForeignPtr或StablePtr或C指针）之间编组数据。 这是一个例子：
data PlateC = PlateC { numX :: Int, numY :: Int, v1 :: Double, v2 :: Double } deriving (Eq, Show) instance Storable PlateC where alignment _ = alignment (undefined :: CDouble) sizeOf _ = {#sizeof PlateC#} peek p = PlateC <$> fmap fI ({#get PlateC.numX #} p) <*> fmap fI ({#get PlateC.numY #} p) <*> fmap realToFrac ({#get PlateC.v1 #} p) <*> fmap realToFrac ({#get PlateC.v2 #} p) poke p (PlateC xv yv v1v v2v) = do {#set PlateC.numX #} p (fI xv) {#set PlateC.numY #} p (fI yv) {#set PlateC.v1 #} p (realToFrac v1v) {#set PlateC.v2 #} p (realToFrac v2v)
{# ... #}片段是c2hs代码。 fI 。 get和set片段中的值从包含的头引用以下结构，而不是同名的Haskell类型：
struct PlateCTag ; typedef struct PlateCTag { int numX; int numY; double v1; double v2; } PlateC ;
c2hs将其转换为以下普通Haskell：
instance Storable PlateC where alignment _ = alignment (undefined :: CDouble) sizeOf _ = 24 peek p = PlateC <$> fmap fI ((\ptr -> do {peekByteOff ptr 0 ::IO CInt}) p) <*> fmap fI ((\ptr -> do {peekByteOff ptr 4 ::IO CInt}) p) <*> fmap realToFrac ((\ptr -> do {peekByteOff ptr 8 ::IO CDouble}) p) <*> fmap realToFrac ((\ptr -> do {peekByteOff ptr 16 ::IO CDouble}) p) poke p (PlateC xv yv v1v v2v) = do (\ptr val -> do {pokeByteOff ptr 0 (val::CInt)}) p (fI xv) (\ptr val -> do {pokeByteOff ptr 4 (val::CInt)}) p (fI yv) (\ptr val -> do {pokeByteOff ptr 8 (val::CDouble)}) p (realToFrac v1v) (\ptr val -> do {pokeByteOff ptr 16 (val::CDouble)}) p (realToFrac v2v)
偏移当然是与体系结构相关的，因此使用预处理器可以编写可移植代码。
您可以通过为数据类型（ new ， malloc等）分配空间并将数据戳入Ptr（或ForeignPtr）来使用它。
2）这是真正的内存布局。
3）用peek / poke读/写是一种惩罚。 如果您有大量数据，最好只转换您需要的数据，例如从C数组中只读取一个元素，而不是将整个数组编组到Haskell列表中。
4）语法取决于您选择的预处理器。 c2hs docs 。 hsc2hs文档 。 令人困惑的是，hsc2hs使用语法#stuff或#{stuff} ，而c2hs使用{#stuff #} 。
5）@sclv的建议也是我要做的。 编写一个可存储的实例并保留指向数据的指针。 您可以编写C函数来完成所有工作并通过FFI调用它们，或者（不太好）使用peek和poke编写低级Haskell来操作所需的数据部分。 整齐地来回编组整个事物（即在整个数据结构上调用peek或poke ）将是昂贵的，但如果你只传递指针，成本将是最小的。
通过FFI调用导入的函数会受到重大惩罚，除非它们被标记为“不安全”。 声明导入“不安全”意味着该函数不应回调到Haskell或未定义的行为结果。 如果你使用并发或并行，它也意味着相同function（即CPU）上的所有Haskell线程将阻塞，直到调用返回，因此它应该相当快地返回。 如果这些条件可以接受，则“不安全”呼叫相对较快。
Hackage上有很多软件包来处理这类事情。 我可以推荐hsndfile和hCsound作为c2hs的良好实践。 如果你看一下你熟悉的小型C库的绑定可能会更容易。
即使你可以获得严格的无盒装Haskell结构的确定性内存布局，但是没有任何保证，这是一个非常糟糕的主意。
如果您愿意接受转换，可以使用Storeable： http ： //www.haskell.org/ghc/docs/6.12.3/html/libraries/base-4.2.0.2/Foreign-Storable.html
我要做的是构造C结构，然后使用FFI构造直接在它们上运行的Haskell函数，而不是试图为它们生成Haskell“等价物”。
或者，您可以决定只需要将选择的信息传递给C – 而不是整个游戏状态，而只是关于世界上哪些对象的一些信息，以及您的实际信息如何吸引他们只生活在等式的C面。 然后，您在Haskell中执行所有逻辑，在本机Haskell结构上运行，并且仅向C世界投射C实际需要呈现的微小数据子集。
编辑：我应该补充说，矩阵和其他常见的c结构已经有很好的库/绑定，可以保持c侧的繁重。
hsc2hs ， c→hs和Green Card都提供自动Haskell⇆C结构查看/戳或编组。 我建议他们使用手动确定大小和偏移量以及在Haskell中使用指针操作，尽管这也是可能的。
- 如果我理解你的话，据我所知。 Haskell没有任何内置的外部聚合数据结构处理。
- 正如那个页面描述的那样，它是带有一些C魔法的
hsc2hs。