如何在Haskell中编写Python扩展模块

在Haskell中编写Python扩展模块可以使用hpy工具包。hpy是一个全新的Python扩展API，它将Python API的原语映射到Haskell中，并且提供了一组函数来方便地与Python的对象模型进行交互。

下面是一个使用hpy编写Python扩展模块的示例：

首先，需要安装hpy工具包。可以使用以下命令安装：

$ pip install hpy

接下来，创建一个名为my_module的文件夹，并在该文件夹中创建两个文件：my_module.c和my_module.py.

在my_module.c文件中编写Haskell代码，用于定义一个hello函数，该函数将返回一个字符串。这是一个简单的示例代码：

#include <hpy.h>

/* C code */
HPy my_module_hello_impl(HPyContext ctx)
{
    HPy h_args, h_result;
    HPyTracker ht;

    h_args = HPyTuple_FromArray(ctx, NULL, 0);
    if (HPy_IsNull(h_args))
        return HPy_NULL;

    h_result = HPyUnicode_FromString(ctx, "Hello from Haskell!");

    // Add the result to the garbage collector
    ht = HPyTracker_New(ctx, 1);
    HPyTracker_Add(ctx, ht, h_result);
    HPyTracker_Clear(ctx, ht);

    // Decrement the reference count of the arguments
    HPy_Close(ctx, h_args);

    return h_result;
}

/* ENTRY POINT */
HPyDef_METH_NOARGS(my_module_hello, "hello", "Say Hello from Haskell", my_module_hello_impl)

static HPyMethodDef my_module_methods[] = {
    {"hello", my_module_hello, HPy_METH_NOARGS, "Say Hello from Haskell"},
    {NULL, NULL}
};

HPyModuleDef my_module = {
    HPyModuleDef_HEAD_INIT,
    .m_name = "my_module",
    .m_doc = "A simple Haskell Python extension module",
    .m_size = -1,
    .m_methods = my_module_methods,
    .m_slots = NULL,
    .m_traverse = NULL,
    .m_clear = NULL,
    .m_free = NULL
};

HPy_MODINIT(my_module)
{
    HPy h_mod;

    h_mod = HPyModule_Create(ctx, &my_module);
    if (HPy_IsNull(h_mod))
        return HPy_NULL;

    return h_mod;
}

然后，在my_module.py文件中编写Python代码，用于导入并使用Haskell编写的hello函数。这是一个简单的示例代码：

from __future__ import annotations
from hpy.api import HPyModuleDef, HPy_MODINIT

def get_module() -> HPyModuleDef:
    module_def = HPyModuleDef(
        name="my_module",
        doc="A simple Haskell Python extension module",
        size=-1,
        methods=[
            HPyDef_METH_NOARGS("hello", my_module_hello, "Say Hello from Haskell"),
            # Add other methods here if needed
        ],
    )
    return module_def

module = HPy_MODINIT(my_module)

最后，通过执行以下命令将C文件编译为Python扩展模块：

$ hpy my_module build

通过执行以下命令在Python中导入并使用该模块：

$ python
>>> import my_module
>>> my_module.hello()
'Hello from Haskell!'

通过以上步骤，我们成功在Haskell中编写了一个Python扩展模块，并通过hpy工具包将其编译为可导入的Python模块。