强强联合——Perl外部程序语言子程序与类的编程

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主题：强强联合——Perl 外部程序语言子程序与类的编程

发信人: tanshuai(天水-S.TS)
整理人: workingnow(2002-09-30 11:55:47), 站内信件

强强联合——Perl 外部程序语言子程序与类的编程
Author：天水-S.Tanshuai  Email：[email protected] [email protected]
OICQ: 66552 ICQ: 25856530 URL: Http://Www.Tanshuai.Net Location: FS, LN, P.R.C
Date: 2001-5-19 20:07 Edition: Manuscript Version: 1.0 Current Language: Simplified Chinese

简介
安装
程序设计语言方法实现：
C
C++
Java
Python
其它语言
联合使用
另一种方式——CPR
结语

简介
　　我们知道Perl是目前最古老最强大的脚本程序语言，它的特点显而易见，就是快速开发应用和拥有广域的扩展性。Perl是一门高级，它和Java、Python一样在处理某些特殊任务的时候，仍显得力不从心，需要C/C++这些底层语言的支持，这就出现了扩展功能，例如Perl需要XS，Java需要JNI。然而实现这些方法并非易事。首先每一种扩展都会有它的特性，有它的不同，必须按照扩展对象的规定进行相应编写。如果你写了一个扩展程序，那么如果要用在Perl和Java上，你就要分别去写不同的接口。因此出现了很多更好的解决方案，这些不仅仅是对程序语言的扩展，我们知道，每一种程序语言都有它们的优点与其弱点。然而常常又因为开发周期和成本而无法用一种语言进行解决，因为这样很浪费时间。同时，不是每个人都对同一语言都是那么了解，每个人有自己擅长的程序语言。在Win32系统上，有ActiveX控件，和COM的实现方法，来解决这样的问题。然而这些仍然不是那么完善，Perl在Win32做控件，也是一种可行的方式。然而在Unix-Base系统上如何呢？而且控件仍然有其局限。
　　我想很多程序员也有和我同样的想法，如果流行的（当然所有的更好）程序语言都能够在一种环境下进行完美的编写那么该多好啊？但是这个想法在Perl语言中实现起来并不难。
　　另外我想说，本文除了对Perl程序员有很大的帮助之外，也绝对适合C、Java和Python程序员。因为不论在控制结构和函数调用方面都非常相似，甚至是一样的。这些程序员最多用一天就可以了解Perl的基本编写方法。如果你正在为多语言联合编程犯愁，那么用这个方法也不失为一种解决方案。
//C Programming
#include <stdio.h>
main (){
char *str = "C 语言\n"
printf("%s",str);
}

//Java Programming
class Hello {
public void static main(String argvs[]) {
String Str = " Java 语言\n";
System.out.print(str);
}
}

#Python Programming
String = "Python 语言\n"
print String

//Perl Programming Perl6开始支持该种注释方法
$String = "Perl 语言\n";
print $String
//
　　这样，感觉起来有些不可思议，但是的确可以做到，这里面都是实现的方法(void模式)，但是我们一般编程都需要函数见的数值传递，这里虽然没有体现到但是仍然可以做到。
　　Perl强大的嵌入功能，在这个应用上又一次体选出来了。Perl嵌入HTML 编程已经不是什么新鲜事务，我们也可以PerlDoc和Perl.COM的文章中找到如何把Perl嵌入在C中（利用Perl API），已经如何把C嵌入在Perl 里面(PerlXS)，以及Perl发布代码中也包括如何把Perl嵌入在Java代码中(JPL)，用Perl的语法调用Java对象等。但是这些方法非常复杂，兼容能力也很差，有一定的特性，所以利用起来也不是那么顺手。

安装
　　Perl这一外部程序语言子程序编程的功能也是最近才发布，所以Perl本身的版本是没有附带的，需要到CPAN下载该功能模块。这个模块叫做"Inline"。可以在任何操作系统平台上应用。
　　你需要有一个Perl5的解析器，当然最好是最新版本的Perl5.6.1 Stable。然后下载核心模块Inline，继而根据需求不同的程序语言来下载相应的子模块。目前Inline支持汇编(ASM)、C、C++、Java、Python、TCL程序语言，其中还包括一个CPR的Perl嵌入C的特殊实现模式。
下载地址：
核心模块（默认包含C的嵌入功能）：http://www.cpan.org/authors/id/I/IN/INGY/Inline-0.34.tar.gz
子模块
汇编语言(ASM)：http://www.cpan.org/authors/id/N/NE/NEILW/Inline-ASM-0.02.tar.gz
C++语言：http://www.cpan.org/authors/id/N/NE/NEILW/Inline-CPP-0.20.tar.gz
Java语言：http://www.cpan.org/authors/id/P/PA/PATL/Inline-Java-0.21.tar.gz
Python语言：http://www.cpan.org/authors/id/N/NE/NEILW/Inline-Python-0.14.tar.gz
TCL语言：http://www.cpan.org/authors/id/R/RR/RRS/Inline-Tcl-0.08.tar.gz
CPR功能：http://www.cpan.org/authors/id/I/IN/INGY/Inline-CPR-0.11.tar.gz

　　另外，你必须保证每个语言的编译器或解析器的存在。例如，你想要使用C/C++嵌入，你必须保证你拥有C++编译器，Win32是CL(VC)，Unix是CC或者GCC；Java当然需要JDK；Python需要Python解析器。而且你也要保证需求模块、类、库等调用对象的存在，例如C的函数库，Java的类库，Python的模块等。

　　下载相应模块后，进行编译安装，你必须拥有一个C语言的编译器，如果是ActivePerl，可以利用PPM。首先安装的是核心模块。所有的Perl模块的安装流程都是一样的：
perl Makefile.PL<Win32/Unix>
这个时候一般自动完成，并结束，但是有时候需要你输入一些量，例如安装目录等，核心模块是会问你是否默认安装C嵌入功能。
nmake <Win32> make<Unix>
进行编译，如果没有PerlXS，直接建立目的文件的目录结构。
nmake test<Win32> make test<unix>
这个步骤一般不需要做，但是如果你希望检查是否编译正确。
nmake install<Win32> make install<unix>
进行安装，把编译好的和建立的目录结构一同复制于目的目录中。

程序设计语言方法实现
　　一切安装配置就需有，就可以正式进行多语言编程了。本文选择几种常用语言进行讲解，其它语言读者可根据需求，阅读相应文档，也可以直接咨询与我。

C语言：
　　把C语言直接写入Perl代码中，轻而易举，我们知道在源代码中如果想把一个数据写入变量，是需要遵循一定的规则，例如：
char *t = "XXX";是正确的，然而，我们平时写程序的时候，变量内容不一定是这样的，例如Web编程时，就需要使用HTML，那么实现起来是非常费力的，我们需要在遇到“"”的时候，添加控制符号“\”，即使在Java 也没有充分解决这个问题，然而Perl就不需要。因为Perl的字符处理功能实在是太强大了。
　　简单的实现：
#!perl
greet('天水');#是Perl语言。
greet('Sam Tanshuai');
use Inline C => <<'END_OF_C_CODE';
#include <stdio.h>
void greet(char* name) {
printf(您好： %s！\n", name);
}
END_OF_C_CODE
        输出结果是：
        D:\Documents\Tests\Perl>perl InC.pl
您好：天水！
您好： Sam Tanshuai！
       ============================
　　我们注意到，C代码是在调用语句的后面，按照一般的编写原理，这样是不可以的，但是use是在使用的时候是最高优先级，所以 use所属语句具有优先执行的能力，否则的话，必定出错。你发现了，在Perl里面的调用方法，不需要什么改动哦。这也就是我们为什么说“ Perl 外部程序语言子程序编程”，而不是多语言联合编程。它就是把一种语言当作自己的子程序去执行。
　　上面我们介绍的是向C语言子程序传递函数，进行操作，如果需要C语言返回函数，该如何去做呢？方法很简单：
#!perl
$add = add(1, 1);
$subtract = subtract(9, 100);
print "一加一等于：$add\n";
print "九减去一百等于：$subtract\n";

use Inline C => <<'END_OF_C_CODE';
#include <stdio.h>
    int add(int x, int y) {
       return x + y;
        }
    int subtract(int x, int y) {
             return x - y;
    }
END_OF_C_CODE
输出结果是：
D:\Documents\Tests\Perl>perl InC.pl
一加一等于：2
九减去一百等于：-91
=============================
　　至此程序编写的void方式和return方式都已经告知大家了，C可以使用指针，但是Perl不能引用C的指针，所以这是一个“遗憾”，因为如果实现这种方法是存在难度的。
　　环境定义配置：
　　我们知道在编译C 的时候需要各种参数，例如INC和Lib的位置。因为嵌入编程，是外部调用的方式，这种方式类似于JSP，是编译后调用。一般情况，直接perl就可以，但是有些时候考虑到移植等特殊问题，就需要稍微改动，这些功能可以在Perl初始化Inline的时候完成。
AUTO_INCLUDE ：　自动使用 include功能，代替在C语言中使用的#include语句
use C => Config => AUTO_INCLUDE => '#include "yourheader.h"';
CC ：你希望使用哪一个C语言编译器，一般情况下，它会使用编译Perl时候的编译器，如果你的系统有多个编译器，希望指定，可以使用该方法。
INC：　也就是 C　头文件的搜索路径。
use C => Config => INC => '-I/inc/path';
LIBS：　库文件搜索路径。
use C => Config => LIBS => '-lyourlib';
TYPEMAPS ：指定使用额外的typemape文件
use C => Config => TYPEMAPS => '/your/path/typemap';
　　目前在Perl Inline-C的模式中支持一下数据类型：
- int
- long
- double
- char*
- void
- SV*　Perl的API数组

C++：
　　这里的C++和C没有太大的差异。只是要在编译的时候进行具体分析：
use Inline CPP => <<'END';
int doodle() { }
class Foo {
public:
Foo();
~Foo();
int get_data() { return data; }
void set_data(int a) { data = a; }
private:
int data;
};
Foo::Foo() { cout << "创建Foo()" << endl; }
Foo::~Foo() { cout << "删除 Foo()" << endl; }
END
　　在这里涉及到了面向对象的程序设计的方法，所以需要特别注意。
#!perl
use Inline CPP;
my $q = new Queue;#创建对象 Queue，这个对象是C++的。
$q->q(50);#访问对象Queue的q函数，并传送整数"50"。
$q->q("我是谁？");#访问对象Queue的q函数，并传送字符串。
$q->q("我就是我。");
print "一共有", $q->size, "查询项目。\n";
while($q->size) {
     print "关于:  ", $q->peek, "\n";
     print "实际: ", $q->dq, "\n";
}

my $s = new Stack;
$s->push(42);
$s->push("什么?");
print "一共有 ", $s->size, "查询项目。\n";
while($s->size) {
     print "关于 :    ", $s->peek, "\n";
     print "实际: ", $s->pop, "\n";
}

__END__
__CPP__

class Queue {
   public:
     Queue(int sz=0) { q = newAV(); if (sz) av_extend(q, sz-1); }
     ~Queue() { av_undef(q); }
     int size() {return av_len(q) + 1; }
     int q(SV *item) { av_push(q, SvREFCNT_inc(item)); return av_len(q)+1; }
     SV *dq() { return av_shift(q); }
     SV *peek() { return size() ? SvREFCNT_inc(*av_fetch(q,0,0)): &PL_sv_undef;}
   private:
     AV *q;
   };

   class Stack {
   public:
     Stack(int sz=0) { s = newAV(); if (sz) av_extend(s, sz-1); }
     ~Stack() { av_undef(s); }
     int size() { return av_len(s) + 1; }
     int push(SV *i) { av_push(s, SvREFCNT_inc(i)); return av_len(s)+1; }
     SV *pop() { return av_pop(s); }
     SV *peek() { return size() ? SvREFCNT_inc(*av_fetch(s,size()-1,0)) : &PL_sv_undef; }
    private:
     AV *s;
};
　　在这里我们不难发现，Perl调用C++ 的对象和调用Perl的对象是一样的，是不是感觉还顺手呢？不知道什么时候也可以在其它程序语言中这样做。

Java：
　　我除了喜欢Perl之外，其次就是Java啦。Java的确很不错，但是在编程的速度上，的确不如Perl，Java可以用好多不同的方法，实现一个功能，的确很灵活，但是也非常麻烦。我用Java读一个文件的所有内容赋值到一个变量上，都搞了半天。
　　Java也是一个面向对象的程序设计语言，所以我们又要涉及对象概念了，我们按照上面C的例子，用Java来实现：
#!perl
my $java = new java();#创建新的对象
$add = $java->add(1, 1);#返回输出数据计算结果
$subtract = $java->subtract(9, 100);#返回输出数据计算结果

$java->prt("一加一等于：$add");#利用Java函数进行输出
$java->prt("九减去一百等于：$subtract");#利用Java函数进行输出

use Inline Java => <<'END_OF_JAVA_CODE';
class java {
public java(){
}
public int add(int i, int j){
return i + j ;
}
public int subtract(int i, int j){
return i - j ;
}
public void prt(String s){
System.out.println(s);
}
}
END_OF_JAVA_CODE
　　方法，我们知道创建一个对象的时候后，可以向该对象发送初始化的信息。在Perl中：
#!perl
use XXX;
$ooXX = new XXX (Name=>xxx, Value=>0000);
$ooXX->do();
        在Java中也可以实现这种方式，调用方法也是一样的：
use Inline Java => <<'END';
class javaMethod {
public Foo() {
...
}
public Foo2(int i, String str, Foo k) {
...
}
}
END
my $obj = new Foo() ;
my $obj2 = new Foo2(001, "String", $obj) ;
　　环境定义配置：
　　　　Java也需要进行相应的配置，当然一般的默认情况下，都可以完成的。
BIN：设置Java二进制执行文件目录路径，放置java解析器和javac编译器文件的位置。
CLASSPATH：设置Java类的所在位置，一般情况通过系统环境变量也可以完成。
一个例子：　
use Inline {
Java => 'DATA',
       BIN => '/usr/jdk1.3/bin/',
       CLASSPATH=>'/yourhome/path/;anyjarfile';
    ) ;

Python：
　　Python是一个很好的脚本程序语言，它的语法非常简洁，就好像写一篇文章一样，类似本文，但是也因此，有的时候程序总是出现莫名其妙的错误，原来只是因为一个制表符 TAB。4月1日愚人节那天，Perl.com和Python.org发布了一条新闻，声称Perl和Python语言进行合并，并且取名为"Parrot"，但是我都被骗了。
　　不过即使没有"Parrot"，Perl也可以完全适用Python。
　　按照上面的程序继续下来，我们来些Python版本的加加减减：
#!perl
$add = add(1, 1);
$subtract = subtract(9, 100);
print "一加一等于：$add\n";
print "九减去一百等于：$subtract\n";
    use Inline Python => <<'END_OF_PYTHON_CODE';
def add(x,y):
return x + y
def subtract(x,y):
return x - y
END_OF_PYTHON_CODE
　　方法和C是一样的，但是Python也涉及面向对象的程序设计。这里使用Data::Dumper模块来输出数据结构。
#!perl
use Inline Python => <<'END';
class Foo:
def __init__(self):
print "new Foo object being created"
self.data = {}
def get_data(self): return self.data
def set_data(self,dat):
self.data = dat
END
use Data::Dumper;
my $obj = new Foo;
print Dumper $obj;
print Dumper $obj->get_data();
    $obj->set_data({string => 'hello',
                    number => 0102,
                    array => [1, 2, 3],
                   });
    print Dumper $obj->get_data();
　　输出结果为：
             D:\Documents\Tests\Perl>perl Python.pl
             $VAR1 = bless( do{\(my $o = 135870536)}, 'main::Foo' );
             $VAR1 = {};
             $VAR1 = {
                             'string' => 'hello',
              'array' => [
                           '1',
                           '2',
                           '3'
                         ],
              'number' => '102'
                      };
                     ==========================================
                      Eval：
                      　　因为Python和Perl一样是一个很纯脚本语言，所以它们都支持eval功能，这是一个很强大的功能，在perl中也可以直接使用python的           eval来完成相应功能。
                      　　方法如下：
                      　　$SC = "print 'hello'";
                              eval_python("$SC")
                              eval_python("<perl 包>", "<python 函数>", <参数>...)
    eval_python("<perl 包>", "<python 方法>", <对象>,  <参数>...)
    实现例程：
    use Inline::Python qw(eval_python);
    eval_python("def test(): return {'第一': 1, '第二': 2}"); # 返回一行内容
    eval_python("test()"); #返回整数 1。
　　Python的功能越来越强大，也受到商业的支持，如果你在Perl编程方面已经有很好的造诣，那么学习Python决非难事，一般情况下两三天　　之内就可以掌握。
其它语言：
　　因为我目前擅长的语言中，只有C、Java、Perl和Python，所以其它语言在此就不详细见解，例如：汇编、TCL等并不流行，再此我将讲解Inline模块的通用使用方法，大家再根据以上例子进行对照，就很容易掌握。
　　下载相应的语言子模块，使用Inline进行调用：
use Inline <语言名称>
例如：use Inline C;#C语言
            use Inline CPP;#C++语言
            use Inline Java;#Java语言
            .....
程序结构：
标准结构：
use Inline <语言名称> => <<'END_OF_XXX_CODE';
<相应程序代码主体>
END_OF_XXX_CODE
简明结构：
use Inline <语言名称>;
     <Perl调用代码主体>
__END__
     __ <语言名称>__
     <相应程序代码主体>
     复合规范：
     use Inline C;
     use Inline Java;
     use Inline Python;
     <Perl应用代码主体>
     __C__
     <C 语言代码主体>
     __C__
     <第二个 C语言代码主体>
     __JAVA__
     <Java语言代码主体>
     __Python__
     <Python语言代码主体>

　　使用选项：
　　　　我们在使用其它程序语言的时候，需要对编译、解析等方法进行定制，这里介绍如何定制某个语言的选项。
C选项的例子：
   use Inline (C => Config =>
   DIRECTORY => './inline_dir',
                 LIBS => '-lfoo',
                 INC => '-I/foo/include',
                 PREFIX => 'XXX_',
                 NOWARN => 1,
                );
     use Inline C => <<'END_OF_C_CODE';

联合应用
　　我们把话题转回最初的设想，把Perl、C、Java、Python这四个语言，写在一个程序内。
#!perl
use Inline C;
use Inline Java;
use Inline Python;

#Perl Programming Perl6开始支持该种注释方法
$String = "Perl 语言\n";
print $String
#

__C__
//C Programming
#include <stdio.h>
main (){
char *str = "C 语言\n"
printf("%s",str);
}

__JAVA__
//Java Programming
class Hello {
public void static main(String argvs[]) {
String Str = " Java 语言\n";
System.out.print(str);
}
}

__Python__
#Python Programming
String = "Pthyon 语言\n"
print String
输出结果为：
Perl 语言
C 语言
Java 语言
Python 语言

　　这是一个简单的联合例子，让我们在复杂一些，用这四种语言做不同分工，由C语言计算加法，Java语言计算减法，Python语言计算乘法，最有由Perl进行除法后输出。

#!perl
use Inline C;
use Inline Java;
use Inline Python;
my $java = new subtract();
my $C =  add(5,6);
my $J = $java->do($C,3);
my $P = x($J,10);
my $R = $P/3;
print "最终结果： $R\n";

__C__
//C Programming
#include <stdio.h>
int add (int x,int y){
return x+y;
}

__JAVA__
//Java Programming
class subtract {
public int do(int x,int y) {
return x-y;
}
}

__Python__
#Python Programming
def x(x,y):
       return x * y
输出结果为：
最终结果：26.6666666666667
==============================

另一种方式——简单的Perl嵌入C
　　 CPR(C Perl Run)是另一种的功能，是把Perl代码放入C中，不同的是这个C是不能成为正式的编译的C。而是一种Script脚本模式。但是它仍然比利用API方法嵌入的C方便得多，在这里是一个eval函数功能。
　　方法如下：
      int main(void) {
         printf("Hello World, I'm running under Perl version %s\n",
                CPR_eval("use Config; $Config{version}")
               ); //CPR_eval就是使用了Perl的语言方式。
         return 0;
     }

　　它和Perl Inline的标准模式不一样，不使用Perl进行解析，而是输入cpr xxx.cpr就可以运行。但是该程序不支持Win32系统平台。
　　目前CPR只能在以下函数原型运行：
int main(void);
　　不可以在以下方式运行：
int main(int argc, char* argv[]);
　　
结语
　　C语言是采用API动态加载模式运行的，即启动Perl解析器后自动加载API扩展。开始我以为是启动了另一个进程做线程通讯，但是我通过Windows“任务管理器”查看进程的时候，只有一个Perl，说明Perl在处理嵌入式多语言方面的能力的确强大。
　　正是因为Perl有用强大的字符串处理能力，才可以让不同格式代码写入在一个程序中。之前我们一般使用COM CORBA这些技术来进行不同程序语言的通讯，它们有它们的好处。但是作为一个小型应用开发，是不可能启动一两个服务器端进行调用，而且仍然要涉及到平台移植的问题。
　　Perl强大的功能，将会是您提高开发效率的有力工具。
　　小生未尽之处，可以发送信息给我，我将会尽力解答你问题。我的电子邮件：[email protected] [email protected] ICQ:25856530 QQ:66552

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☆CGI技术版主★

天水——Sam Tanshuai～小帅～
<img src="http://uh1.gz.163.com photo?name=tanshuai">
小型应用程序设计师
E-Mail:[email protected]
Homepage:www.tanshuai.net

OICQ:66552 ICQ:25856530
游子久伫立，极目望一径。蜿蜒复曲折，隐于丛林中。我选另一途，合理亦公正。草密人迹罕，正待人通行。
足迹踏过处，两路皆相同。两路林中伸，落叶无人踪。我选一路走，深知路无穷。我疑从今后，能否转回程。
数十年之后，谈起常叹息。林中两路分，一路人迹稀。我独进此路，境遇乃相异。与众历不同，人生何精彩？

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