Как код, написанный на одном языке, вызывается из другого языка

Нет однозначного ответа на вопрос, который работает везде. В общем, ответ заключается в том, что два языка должны согласовать «что-то» - набор правил или «протокол вызова».

На высоком уровне любой протокол должен определять три вещи:

• «открытие»: как узнать друг о друге.
• "связывание": как установить соединение (после того, как они узнают друг о друге).
• «Призыв»: как на самом деле делать запросы друг к другу.

Детали сильно зависят от самого протокола.

Иногда два языка работают вместе. Иногда два языка соглашаются поддерживать какой-то протокол, определенный извне. В наши дни также часто используется ОС или «среда выполнения» (.NET и Java). Иногда способность действует только в одну сторону («А» может называть «Б», но «Б» не может называть «А»).

Обратите внимание, что это та же проблема, с которой сталкивается любой язык при взаимодействии с ОС. Вы знаете, что ядро ​​Linux не написано на Scheme!

Давайте посмотрим на типичные ответы из мира Windows:

• C с C ++: C ++ использует искаженный ("искаженный") вариант "протокола C". C ++ может вызывать C, а C может вызывать C ++ (хотя имена иногда могут быть довольно запутанными, и может потребоваться внешняя помощь для перевода имен). Это не только Windows; это обычно верно для всех платформ, которые поддерживают оба. Наиболее популярные ОС также используют "протокол C".

• VB6 по сравнению с большинством языков: предпочтительный метод VB6 - "протокол COM". Другие языки должны иметь возможность писать COM-объекты, чтобы их можно было использовать из VB6. VB6 также может создавать COM-объекты (хотя и не все возможные варианты COM-объектов).

  VB6 также может использовать очень ограниченный вариант «протокола C», а затем только совершать внешние вызовы: он не может создавать объекты, с которыми можно разговаривать напрямую через «протокол C».

• Языки .NET: все языки .NET передают компиляцию на один и тот же язык низкого уровня (IL). Среда выполнения управляет коммуникацией, и с этой точки зрения все они выглядят как один и тот же язык.

• VBScript по сравнению с другими языками: VBScript может использовать только часть протокола COM.

Еще одно замечание: «Веб-службы» SOAP также являются «протоколом вызова», как и многие другие сетевые протоколы, которые становятся популярными. В конце концов, все дело в разговоре с кодом, написанным на другом языке (и при этом запущенным в другом окне!)

Обычно код C ++ вызывает интерпретатор для языка сценариев. Степень взаимодействия между скомпилированным кодом и кодом сценария зависит от интерпретатора, но всегда есть способ передать данные между ними. В зависимости от интерпретатора может быть возможно манипулировать объектами с одной стороны с другой стороны, например, функция C ++, вызывающая метод объекта Ruby. Может даже быть способ контролировать выполнение одного из другого.

Существует протокол взаимодействия модулей. Вот общий обзор того, как это работает:

1. Библиотека создается для кода, которым вы хотите «поделиться». Их обычно называют библиотеками DLL или SO, в зависимости от вашей платформы.
2. Каждая функция, которую вы хотите предоставить (точка входа), будет доступна для привязки к внешнему миру. Существуют протоколы привязки, такие как соглашение о вызовах, в котором указывается порядок передачи параметров, кто очищает стек, сколько параметров сохраняется в регистрах и какие из них и т. Д. Примеры вызовов см. В cdecl, stdcall и т. Д. соглашения здесь.
3. Затем вызывающий модуль будет статически или динамически связываться с разделяемой библиотекой.
4. Как только ваша вызывающая библиотека привязана к общей библиотеке, она может указать, что она хочет привязаться к определенной точке входа. Обычно это делается по имени, однако большинство платформ также предлагают возможность привязки по индексу (быстрее, но более хрупко, если ваш модуль изменяется и точки входа переупорядочиваются).
5. Вы также обычно объявляете функцию, которую хотите вызвать в своем модуле, где-нибудь, чтобы ваш язык мог выполнять статическую проверку типа, знал, что такое соглашение о вызовах и т. Д.

Для вашего сценария вызова Scheme из C ++ интерпретатор Scheme, скорее всего, экспортирует функцию, которая динамически связывается с функцией / объектом Scheme и вызывает ее. Если модуль Scheme скомпилирован, он, вероятно, имеет возможность экспортировать точку входа, чтобы ваш модуль C ++ мог привязаться к ней. Я не очень хорошо знаком со схемой, поэтому кто-то другой, вероятно, сможет ответить на специфику этой конкретной привязки лучше, чем я.

Вы также можете интегрировать две среды без необходимости компилировать библиотеку интерпретатора внутри вашего исполняемого файла. Вы храните exe и Scheme exe как отдельные программы в вашей системе. Из основного исполняемого файла вы можете записать код схемы в файл, а затем использовать system () или exec () для запуска интерпретатора схемы. Затем вы анализируете вывод интерпретатора схемы.

Предложенный выше подход разделяет бывших участников, и вам не нужно беспокоиться о сторонних зависимостях, они могут быть значительными. Также проблемы остаются в том или ином exe.

Если запуск отдельного исполняемого файла не удовлетворяет вашим требованиям к производительности, вы можете разработать протокол, в котором интерпретатор схемы становится сервером. Вам нужно написать некоторые функции схемы, которые ждут ввода в сокет или файл, оценивать этот ввод, а затем выводить результат в тот же сокет или другой файл. Другая итерация этого - рассмотрение существующих серверов, на которых может уже быть запущен ваш интерпретатор, например, у apache есть модули, которые позволяют писать код на многих языках.

Если вы действительно ищете инструменты для этого, как ответ Адама, см. swig.

С теоретической точки зрения, когда программе A необходимо использовать ресурсы (класс / функции / и т. Д.) Из программы B, речь идет о передаче некоторой информации от A к B и возвращении некоторой информации или выполненных действиях. Таким образом, B должен быть способ, позволяющий A передавать информацию и получать результат.

На практике этот процесс обычно лежит на плечах языков: язык B (программа B написана) сгенерирует протокол и сделает ресурсы в B доступными предопределенным способом, затем язык A (программа A написана на ) предоставит некоторую утилиту / фреймворк, чтобы помочь вызвать открытые ресурсы и получить результаты в соответствии с протоколом B.

Чтобы быть более конкретным в отношении вашего вопроса, для интерпретируемых языков процесс довольно универсален, протокол обычно находится среди строк параметра командной строки, HTTP-запроса и других способов передачи обычного текста. Возьмем первый пример, программа B получит вызов из HTTP-запроса в качестве входных данных, а затем обработает запрос оттуда. Фактический формат ввода полностью определяется программой B.

Такие вещи, как SOAP и т. Д., - это всего лишь способ отрегулировать программы, чтобы они принимали участие в общепринятом стандарте.

Прошло около десяти лет, но я сделал именно это для своей старшей вершины (ну, я построил нейронную сеть с обратным распространением на языке C и использовал программу-схему, чтобы научить ее). Версия Scheme, которую я использовал, имела компилятор, а также интерпретатор, и я смог создать ее как файл .o. Я не знаю, какую версию схемы я использовал, но похоже, что RScheme превратит код вашей схемы в C.