瞭解外部函數接口（FFI）和語言綁定

Question

混合不同的編程語言一直以來我都不太明白。據this Wikipedia article，外國功能接口（或FFI）可以通過多種方式來完成：

1. 要求客人語言功能，這些功能是宿主語言調用指定或以一種特殊的方式來實現;經常使用某種兼容性庫。
2. 使用工具自動「包裝」客人語言功能與適當的膠水代碼，執行任何必要的翻譯。
3. 包裝庫的使用
4. 限制可以跨語言使用的一組主機語言功能。例如，從C調用的C++函數可能（通常）不包括引用參數或拋出異常。

我的問題：

1. 什麼 第1，第2和第3的方式之間的區別是什麼？看來 我都是把 的代碼編譯成 這個庫的目標文件和頭文件 ，然後調用語言爲 。

2. One source it links說， 實現一個FFI可以 幾種方式來完成：

   • 需要在目標語言調用的函數實現 特定的協議。
   • 實現一個包含給定的低語言函數的包裝庫，並用代碼「包裝」它以執行與高級語言約定的數據轉換或從 高級語言約定中進行數據轉換。
   • 需要本地聲明使用高級功能子集（與低級語言兼容）的函數。

   我在想，如果在 聯動源的第一種方式是相同維基百科 第一種方式？

   這個 源代表的第三種方式是什麼意思？它對應於維基百科中的第四種方式嗎？

3. 在 the same source，比較三種方式它列出的時候，似乎想說 填充 兩種語言之間的差距的工作是逐步 從所謂的語言 給調用語言轉向。我是 想知道如何理解？這種轉變在維基百科的四種方式中也是如此嗎？

4. 是Language binding和FFI 等效概念？他們如何 相關和不同？

   從一種編程語言 庫或OS服務綁定在 語言提供服務的API 。

5. 我想知道在維基百科或源代碼的引用中哪個方法屬於哪個屬性？

   • Common Object Request Broker Architecture (CORBA)
   • 在調用C++ C，通過在C中的extern 「C」 聲明++到 禁用名字改編。
   • 在Matlab調用C，由MATLAB Interface to Shared Libraries，即，首先通過通用C編譯C代碼共享庫 編譯器如gcc，然後 加載，調用從 的函數，並且通過MATLAB函數 的LoadLibrary卸載所述共享庫 （），calllib（）和 unloadlibrary（）。
   • 調用在Matlab C，由Creating C/C++ Language MEX-Files
   • 用C調用Matlab，通過mcc compiler
   • 調用用Java C++，通過JNI，和中調用Java在C++中，也通過JNI
   • 在其他語言調用C/C++ ，使用SWIG
   • 在Python中調用C，由Ctypes module。
   • Cython
   • 調用在Python R，由RPy
   • Programming Language Bindings to OpenGL from various languages，例如Python，Fortran和爪哇
   • 綁定爲一個C庫，如Cairo，從各種語言， 如C++，Python的這樣， Java中，Common Lisp的

感謝您的啓示！最好的問候！

Answer 1

可能是一個具體的例子將有所幫助。讓我們將主機語言作爲Python，將客體語言作爲C.這意味着Python將調用C函數。

1. 第一種選擇是以特定方式編寫C庫。在Python的情況下，標準的方法是在其他條件下使用Py_Object *的第一個參數編寫C函數。例如（from here）：

   static PyObject * 
   spam_system(PyObject *self, PyObject *args) 
   { 
       const char *command; 
       int sts; 
   
       if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &command)) 
        return NULL; 
       sts = system(command); 
       return Py_BuildValue("i", sts); 
   } 
   

   是一個可從Python調用的C函數。爲了這個工作，圖書館必須在考慮Python兼容性的情況下編寫。

2. 如果您想使用現有的C庫，則需要其他選項。一種是有一種工具可以生成適合宿主語言使用的格式的現有庫。拿Swig可以用來綁定多種語言。給定一個現有的C庫，您可以使用swig來有效生成C代碼，該代碼可以調用現有的庫，同時符合Python約定。有關構建Python模塊，請參閱the example。

3. 我們已經存在的C庫的另一種選擇是從運行時有效包裝調用的Python庫調用它，如ctypes。雖然在選項2編譯是必要的，但現在不是這樣。

另一件事是有很多選項（它們重疊）用於從另一種語言調用一種語言的函數。有FFI（據我所知，語言綁定相當於），通常是指在相同的過程（作爲同一個可執行文件的一部分，可以這麼說）在多種語言之間調用，並且存在進程間通信手段（本地和網絡）。像CORBA和Web服務（SOAP或REST）和COM +和遠程過程調用一般屬於第二類，並不被視爲FFI。事實上，他們大多不會在交流的任何一方規定任何特定的語言。我會鬆散地將它們作爲IPC（進程間通信）選項，儘管這對於基於網絡的APi（如CORBA和SOAP）來說是簡化的。

有你的列表中去，我冒昧提出如下意見：

• 公共對象請求代理體系結構：IPC，不FFI
• 在調用C++ C，通過在C extern "C"聲明++禁用名稱修改。 ****
• 調用C在Matlab，通過MATLAB接口共享庫選項3（ctypes的樣）
• 調用在Matlab C，通過創建C/C++語言MEX-文件選項2（swig-等）
• 調用Matlab在C，通過MCC編譯選項2（大口狀）
• 調用C++在Java中，通過JNI，以及中調用Java在C++通過JNI 選項3（ctypes的樣）
• 在其他語言中調用C/C++ S，使用SWIG 選項2（大口）在Python
• 調用C，通過ctypes的選項3（ctypes的）
• 用Cython 選項2（痛飲樣）在Python
• 調用R，由RPY 選項3（ctypes的樣）部分，另一部分關於數據交換（不FFI）

接下來的兩個是不是在所有的外國功能接口，作爲長期使用。 FFi是關於編程語言之間的交互，應該能夠從一種語言向另一種語言提供任何庫（具有適當的限制）。從一種語言訪問的特定圖書館不是FFI製作的。

• 程序語言的結合，以各種語言
• 綁定C庫OpenGL的各種語言