perlC/C++扩展（五）

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perl 的C++扩展，返回值为自定义类型。

在 perl C/C++扩展(三) 中，我已经介绍了，如何让perl 认识 c++的类，但是前面的介绍中，包括我参考的博客http://chunyemen.org/archives/493，都提到，返回值必须是基础类型。对于开发者而言，如果返回值只能是基础类型，那么对于扩展的开发热情就大大降低了。楼主排除万难，终于在《高级perl编程（第二版）》.(（美）simon cozens)一书的第十八章与第二十章中得到些许启发。

下面我来介绍一下玩法。

首先创建一个新的工程，名为Cat

h2xs -A -n Cat

创建好工程后，进入Cat目录

cd Cat

创建一个mylib目录，并将c++代码拷贝到mylib目录下

mkdie mylib

Cat.h

#ifndef INCLUDE_CAT_H
#define INCLUDE_CAT_H 1
#include <iostream>
class Cat
{
public:
   Cat(char *,int);
   Cat(const Cat &);
   void display();
   char * getName();
   int getAge();
   ~Cat();
private:
   char * name;
   int age;
};
#endif

Cat.cpp

#include "Cat.h"

Cat::Cat(char * name, int age)
{
   this->name = name;
   this->age = age;
}

Cat::Cat(const Cat & incat)
{
   name = incat.name;
   age = incat.age;
}

void Cat::display()
{
   std::cout<<"~~~~~~~~~~~~Cat.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<std::endl;

   std::cout<<"name="<<name<<"\tage="<<age<<std::endl;
}

char * Cat::getName()
{
   return name;
}

int Cat::getAge()
{
   return age;
}

Cat::~Cat(){}

Animal.h

#ifndef INCLUDE_ANIMAL_H
#define INCLUDE_ANIMAL_H 1
#include <iostream>
#include "Cat.h"
class Animal
{
public:
   Animal(char *, int);
   void display();
   Cat * getAnimal();
   Cat * setAnimal(Cat *);
   bool haveAnimal();
   ~Animal();
private:
   Cat * cat;
};
#endif

Animal.cpp

#include "Animal.h"

Animal::Animal( char * name, int age):
   cat( new Cat(name, age) )
{}

void Animal::display()
{
   std::cout<<"~~~~~~~~~~~Animal.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~\n";
   cat->display();
}

Cat * Animal::getAnimal()
{
   return cat;
}

Cat * Animal::setAnimal(Cat * lcat)
{
   //delete cat;
   cat = new Cat(*lcat);
   return cat;
}

bool Animal::haveAnimal()
{
   //return false;
   return 1;
   //throw 1;
}

Animal::~Animal()
{
   //delete cat;
}

在mylib 目录下创建Makefile.PL 文件

mylib/Makefile.PL

 1 use ExtUtils::MakeMaker;
 2  $Verbose = 1;
 3  WriteMakefile(
 4  NAME   => 'Animal::mylib',
 5  SKIP   => [qw(all static static_lib dynamic dynamic_lib)],
 6  clean  => {'FILES' => 'libanimal.so'},
 7  'CC'   => 'g++',
 8  );
 9 
10 sub MY::top_targets {
11 '
12 all :: static 
13 pure_all :: static 
14 static ::  libanimal.so 
15 libanimal.so: $(C_FILES)
16    $(CC) -shared -fpic -g -Wall -o libanimal.so $(C_FILES) 
17    $(RANLIB) libanimal.so 
18 ';
19 }

注意：mylib/Makefile.PL 的16 17 行前的不是空格键，而且table 键，因为这里是Makefile的代码，如果不按照Makefile格式编写，make 操作就会报错

退回Cat 目录

cd ../

创建一个typemap 文件，并写入如下内容。

typemap

TYPEMAP
Cat * ANIMAL_OBJECT

OUTPUT
ANIMAL_OBJECT
   sv_setref_pv($arg, CLASS, (void *) $var);

INPUT
ANIMAL_OBJECT
   $var = ($type) SvIV((SV*) SvRV($arg));

这个typemap 文件是让xs 识别新定义的类。在（三）那里是在Makefile.PL 文件中指定了一个perlobject。map的文件，其实内容和这个差不多，我们没有必要定义那么多的别名。

修改Ma ke f ile.PL

 1 #use 5.018002;
 2 use ExtUtils::MakeMaker;
 3 # See lib/ExtUtils/MakeMaker.pm for details of how to influence
 4 # the contents of the Makefile that is written.
 5 $CC = 'g++';
 6 WriteMakefile(
 7     NAME              => 'Cat',
 8     VERSION_FROM      => 'lib/Cat.pm', # finds $VERSION
 9     PREREQ_PM         => {}, # e.g., Module::Name => 1.1
10     ($] >= 5.005 ?     ## Add these new keywords supported since 5.005
11       (ABSTRACT_FROM  => 'lib/Cat.pm', # retrieve abstract from module
12        AUTHOR         => 'chen <chen@>') : ()),
13     LIBS              => ['-Lmylib -lanimal'], # e.g., '-lm'
14     DEFINE            => '', # e.g., '-DHAVE_SOMETHING'
15     INC               => '-Imylib', # e.g., '-I. -I/usr/include/other'
16    # Un-comment this if you add C files to link with later:
17     # OBJECT            => '$(O_FILES)', # link all the C files too
18     'XSOPT'           => '-C++',
19     'CC'              => $CC,
20     'LD'              => '$(CC)',
21 );
22 
23 sub MY::postamble {
24 '
25 mylib/libanimal.so: mylib/Makefile
26    cd mylib && $(MAKE) $(PASSTHRU)
27 ';
28 }

红色的代码为添加或修改代码。注意：26 行代码前是table 键，而不是普通空格

函数 MY::postmable 是往Makefile 文件插入的一段代码，作用是让编译Cat的扩展库之前，首先编译依赖的libanimal.so包。

其余添加的代码主要是定义编译使用g++。再一次提醒，需要注释第一行代码#use 5.018002;

修改Cat.xs 文件

Cat.xs

#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endif

#define PERL_NO_GET_CONTEXT
#include "EXTERN.h"
#include "perl.h"
#include "XSUB.h"
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#include "ppport.h"
#include "mylib/Cat.h"


MODULE = Cat      PACKAGE = Cat
Cat *
Cat::new(char * name, int age)

void
Cat::display()

char *
Cat::getName()

int
Cat::getAge()

void
Cat::DESTROY()

格式和之前的（三）一样，这里就不再展开讲了。

生成Makefile 文件，编译

perl Makefile.PL && make

割一下############################################################

第二部分，创建Animal的工程

h2xs -A -n Animal

将Cat工程的mylib 软链接过来

ln -sf /home/chen/learn/perl_c/Cat/mylib /home/chen/learn/perl_c/Animal/mylib

创建并编辑typemap

 1 TYPEMAP
 2 Animal * ANIMAL_OBJECT
 3 Cat * CAT_OBJECT
 4 
 5 OUTPUT
 6 ANIMAL_OBJECT
 7    sv_setref_pv($arg, CLASS, (void *) $var);
 8 CAT_OBJECT
 9    sv_setref_pv($arg, "Cat", (void *) $var);
10 
11 INPUT
12 ANIMAL_OBJECT
13    $var = ($type) SvIV((SV*) SvRV($arg));
14 CAT_OBJECT
15    $var = ($type) SvIV((SV*) SvRV($arg));

实际上，这里就是本次博客的核心。

我们仔细观察Animal工程的 typemap 和Cat 工程的typemap 有什么不一样。Animal 工程的typemap 多了一个CAT_OBJECT 的定义，并且在 CAT_OBJECT 的 OUTPUT 中（第九行），是写明指向Cat的类。

如果我们仔细看一下前面的Cat 工程编译命令，有

g++ -c  -Imylib -D_REENTRANT -D_GNU_SOURCE -DDEBIAN -fstack-protector -fno-strict-aliasing -pipe -I/usr/local/include -D_LARGEFILE_SOURCE -D_FILE_OFFSET_BITS=64 -O2 -g   -DVERSION=\"0.01\" -DXS_VERSION=\"0.01\" -fPIC "-I/usr/lib/perl/5.18/CORE"   Cat.c

Cat.c这个文件是在make 命令执行时产生的文件，我们打开Cat.c 文件查看的话，会发现一些有趣的东西

XS_EUPXS(XS_Cat_new)
{
    dVAR; dXSARGS;
    if (items != 3)
       croak_xs_usage(cv,  "CLASS, name, age");
    {
   char *   CLASS = (char *)SvPV_nolen(ST(0))
;
   Cat * RETVAL;
   char *   name = (char *)SvPV_nolen(ST(1))
;
   int   age = (int)SvIV(ST(2))
;

   RETVAL = new Cat(name, age);
   ST(0) = sv_newmortal();
   sv_setref_pv(ST(0), CLASS, (void *) RETVAL);
    }
    XSRETURN(1);
}

上面的代码实际上就是Cat::new() 的真实代码。我们可以发现CLASS 的变量，其实就是一个字符串数组。我在实验过程中，将CLASS 字符串打印了一下，发现原来它记录的就是Cat的工程名“Cat"。

分析到这里，我们就不难反推，如果需要返回值是自定义的类，我们只需要将”CLASS“ 字段写成我们自己的工程名即可。

有兴趣的同学也可以深挖一下，为什么CLASS 会自动识别当前工程名，与（三）的perlobject.map文件中其他玩法。

后面的事情就很简单了，不过是修改Makefile.PL 与 Aniaml.xs 文件

Makefile.PL

 1 #use 5.018002;
 2 use ExtUtils::MakeMaker;
 3 # See lib/ExtUtils/MakeMaker.pm for details of how to influence
 4 # the contents of the Makefile that is written.
 5 $CC = 'g++';
 6 WriteMakefile(
 7     NAME              => 'Animal',
 8     VERSION_FROM      => 'lib/Animal.pm', # finds $VERSION
 9     PREREQ_PM         => {}, # e.g., Module::Name => 1.1
10     ($] >= 5.005 ?     ## Add these new keywords supported since 5.005
11       (ABSTRACT_FROM  => 'lib/Animal.pm', # retrieve abstract from module
12        AUTHOR         => 'chen <chen@>') : ()),
13     LIBS              => ['-Lmylib -lanimal'], # e.g., '-lm'
14     DEFINE            => '', # e.g., '-DHAVE_SOMETHING'
15     INC               => '-Imylib', # e.g., '-I. -I/usr/include/other'
16     'CC'              => $CC,
17     'LD'              => '$(CC)',
18    # Un-comment this if you add C files to link with later:
19     # OBJECT            => '$(O_FILES)', # link all the C files too
20     'XSOPT'           => '-C++',
21     #'LDDLFLAGS'       => '-r',
22 );
23 
24 sub MY::postamble {
25 '
26 $(MYEXTLIB): mylib/Makefile
27    cd mylib && $(MAKE) $(PASSTHRU)
28 ';
29 }

红色部分为增改内容。

注意：27行代码前的为table 键，而不是普通空格

Animal.xs

 1 #ifdef __cplusplus
 2 extern "C"{
 3 #endif
 4 
 5 #define PERL_NO_GET_CONTEXT
 6 #include "EXTERN.h"
 7 #include "perl.h"
 8 #include "XSUB.h"
 9 #ifdef __cplusplus
10 }
11 #endif
12 #include "ppport.h"
13 #include "mylib/Cat.h"
14 #include "mylib/Animal.h"
15 
16 MODULE = Animal      PACKAGE = Animal
17 
18 Animal *
19 Animal::new(char * name, int age)
20 
21 void
22 Animal::display()
23 
24 Cat *
25 Animal::getAnimal()
26 
27 Cat *
28 Animal::setAnimal(Cat * lcat)
29 
30 bool
31 Animal::haveAnimal()
32 
33 void
34 Animal::DESTROY()

生成Makefile并编译

perl Makefile.PL && make

编写测试代码，test.pl

 1 #!/usr/bin/perl
 2 use Animal;
 3 use Cat;
 4 $animal = new Animal("chen",123);
 5 $animal->display();
 6 $cat = $animal->getAnimal();
 7 $cat->display();
 8 
 9 $name = $cat->getName();
10 
11 print $name;
12 
13 $name = "sdjlfa";
14 $animal->display();
15 
16 print "~~~~~~###############~~~~~~~~~~~~~~~\n";
17 
18 $lcat = new Cat("ASKJKLF",889);
19 $lcat->display();
20 print "~~~~~~###############~~~~~~~~~~~~~~~\n";
21 
22 $tcat = $animal->setAnimal( $lcat );
23 $animal->display();
24 
25 $test = $animal->haveAnimal();
26 print "@@@@@@@@@$test@@@@@@\n";
27 
28 
29 $animal2 = $animal;
30 
31 $animal2->display();

添加环境变量

export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:/home/chen/learn/perl_c/Animal/blib/arch/auto/Animal:/home/chen/learn/perl_c/Animal/mylib:/home/chen/learn/perl_c/Cat/blib/arch/auto/Cat

export PERLLIB=${PERLLIB}:/home/chen/learn/perl_c/Animal/lib:/home/chen/learn/perl_c/Cat/lib

Animal 的扩展包动态库在Animal 工程的 blib/arch/auto/Animal 目录下，pm 文件则在 Animal 工程的 lib 目录下

同样，Cat 的扩展包动态库在Cat 工程的blib/arch/auto/Animal 目录下，pm 文件则在 Cat 工程的 lib 目录下

同时需要将libanimal.so 文件添加到LD_LIBRARY_PATH 环境变量中。

运行一下测试程序

perl test.pl

输出：

~~~~~~~~~~~Animal.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~Cat.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
name=chen    age=123
~~~~~~~~~~~~Cat.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
name=chen    age=123
~~~~~~~~~~~Animal.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~Cat.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
name=chen    age=123
chen~~~~~~###############~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~Cat.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
name=ASKJKLF    age=889
~~~~~~###############~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~Animal.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~Cat.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
name=ASKJKLF    age=889
@@@@@@@@@@@@@@
~~~~~~~~~~~Animal.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~Cat.display()~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
name=ASKJKLF    age=889