对C的接口

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Last update Mar 17, 2002

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对 C 的接口

按照设计，D 应该同目标系统上的 C 协作良好。D 依赖于目标环境上的 C 运行时库，这多少补偿了缺少标准虚拟机的一些缺陷。将现有的 C API 用 D 重写或用 D 封装意义不大。直接调用它们不是要容易得多？！

如果采用了同 C 编译器相同的数据类型、内存分布和函数调用/返回指令序列，就可以这样做。

调用 C 函数

D 可以直接调用 C 函数。不需要封装函数、参数变换，C 函数也不需要放到单独的 DLL 中。

C 函数必须被声明为采用 "C" 调用约定，例如：

	extern (C) int strcmp(char *string1, char *string2);
	

然后就可以在 D 代码中很自然的调用它们了：

	import std.string;
	int myDfunction(char[] s)
	{
	    return strcmp(std.string.toCharz(s), "foo\0");
	}
	

需要注意以下几点：

• D 知道 C 函数名的变换规则及函数的调用/返回指令序列。
• C 函数不能被另一个同名的 C 函数重载。
• D 中û有如 __cdecl、__far、__stdcall、__declspec 或者如此之类的 C 类型修饰符。这些功能由“特征”来实现，如 extern (C) 。
• D 中û有 const 或 volatile 类型修饰符。如果要声明一个用到这些类型修饰符的 C 函数，只需要从声明中移除这些关键字即可。
• D 中的字符串不以 0 结β。参见“数据类型兼容性”。

相应地，只要 D 函数采用了同 C 编译器兼容的特征，最可能的是 extern (C)，C 代码也可以调用 D 函数：

	// myfunc() 可以被任何 C 函数调用 	extern (C)
	{
	    void myfunc(int a, int b)
	    {
		...
	    }
	}
	

存储分配

C 代码通过调用 malloc() 和 free() 显示地管理内存。D 使用 D 垃圾收集程序分配内存，所以不需要显式地释放内存。

D 仍然可以使用 c.stdlib.malloc() 和 c.stdlib.free() 显式地分配和释放内存，可用于链接那些需要 malloc 缓冲的 C 函数之类的情况。

如果指向来即收集程序分配的内存的指针被传递给 C 函数，必须确保这份内存不会在使用它的 C 函数退出之前被内存收集程序回收。要达到这个目的，可以：

• 使用 c.stdlib.malloc() 创建一份数据的副本，把该副本传递给 C 函数。
• 将指针放在堆栈上（作为参数或者自动变量），因为垃圾收集程序会扫描堆栈。
• 将指向它的指针放在静态数据段，因为垃圾收集程序会扫描静态数据段。
• 使用 gc.addRoot() 或者 gc.addRange() 将指针交由垃圾收集程序管理。

就算是指向所分配内存块内部的指针也足以让 GC 知道对象正在使用；也就是，不一定要需要维护指向所分配内存开始处的指针。

垃圾收集程序不会扫描不是通过 D Thread 接口创建的线程的堆栈，也不会扫描其它 DLL 中的数据段等。

数据类型兼容性

D 类型	C 类型
void	void
bit	无等价类型
byte	signed char
ubyte	unsigned char
char	char （D 中的 chars 是无符号的）
wchar	wchar_t
short	short
ushort	unsigned short
int	int
uint	unsigned
long	long long
ulong	unsigned long long
float	float
double	double
extended	long double
imaginary	long double _Imaginary
complex	long double _Complex
type*	type *
type[dim]	type[dim]
type[]	无等价类型
type[type]	无等价类型
"string\0"	"string" 或 L"string"
class	无等价类型
type(*)(parameters)	type(*)(parameters)

对于大多数的 32 λ C 编译器来说，上述对应关系是成立的。C 标准并不约束类型的大小，所以使用这种对应关系时要格外小心。

调用 printf()

主要的问题是 printf 格式指示符如何匹配对应的 D 数据类型。尽管按照设计，printf 只能处理以 0 结β的字符串，不能处理 D 的char 动态数组，但事实证明，由于 D 动态数组的结构是{长度，指向数据的指针}，printf 的 %.*s 格式工作的很好：

 	void foo(char[] string)
	{
	    printf("my string is: %.*s\n", string);
	}
	

机敏的读者会注意到 printf 格式字符串文字量并不以‘\0’结β。这是因为如果字符串文字量不是数据结构的初始值，就会在结β处存储一个辅助的‘\0’。

结构和联合

D 的结构和联合同 C 中的相似。

C 代码通常使用命令行选项或者各种实现提供的 #pragma 指令指定结构的对齐或者紧缩方式。D 支持与 C 编译器规则对应的显式的对齐特征。可以先查看 C 代码是如何对齐的，然后据此显式地设置 D 结构的对齐方式。

D 不支持λ域。如果需要，可以使用移λ和 mask 操作进行模拟。

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对 C++ 的接口

D 不提供对 C++ 的接口。但是因为 D 提供了对 C 的接口，所以可以访问采用 C 链接的 C++ 函数。

D 的类对象同 C++ 的类对象不兼容。

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