09-外部函数接口

作为一个Toy Language，Alum的生态极为弱小，这限制了我们编写一些比较复杂的程序，我们可以通过FFI(Foreign Function Interface，即：外部函数接口)用其他语言为Alum编写拓展，这里最推荐的是C语言，因为Alum的数据在内存布局上与C语言几乎一致，不需要转换的开销。可以通过extern直接引入外部函数。

extern关键字

extern关键字是Alum与外部函数（不论是Alum还是其他语言）打交道的桥梁，它的语法如下：

extern F(PTn, ...): RT

例如，我们每次调用println函数都要$import "io.al"，但其实，也可以通过

extern println(string): void

的方式直接定义，但还是推荐引入io.al，这样更方便也更直观。

与C语言的兼容性

我们直接用示例介绍，还记得在02-Installation中安装的almk工具吧？它可以很好的帮我们处理Alum与C语言的混合编译与连接问题。关于almk我们会在未来的章节讲解，下面是Alum与C语言混合编程的例子：

1. 首先在终端输入：

$ almk new c_compat

2. 然后，编辑c_compat/Alumake.toml文件，像下文所示（只要build部分类似即可）：

[package]
name = "c_compat"
version = "0.1.0"
author = ""
license = ""
language = "mixed"

[build]
linker = "alc"
cc = "cc"
alc = "alc"
cflags = "-Wall -O2 -nostdlib"
includes = ["./include"]

2. 接着创建目录c_compat/include，并将以下代码写入helper.al文件中：

$ifndef HELPER_AL
$define HELPER_AL nil

extern c_add(int, int): int
extern c_multiply(int, int): int
extern c_calculate_factorial(int): int

$endif // HELPER_AL

3. 并将以下代码写入src/helper.c文件中：

#include "helper.h"

int c_add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int c_multiply(int a, int b) {
    return a * b;
}

int c_calculate_factorial(int n) {
    if (n < 0) {
        return 0;
    }
    
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        result *= i;
    }
    
    return result;
}

4. 最后，修改src/main.al文件：

$import "io.al"
$import "convert.al"
$import "helper.al"

fun main(): int {
    let sum: int = c_add(10, 20)
    print("c_add(10, 20) = ")
    println(itoa(sum))
    
    let product: int = c_multiply(5, 6)
    print("c_multiply(5, 6) = ")
    println(itoa(product))
    
    let factorial: int = c_calculate_factorial(5)
    print("c_calculate_factorial(5) = ")
    println(itoa(factorial))
    
    return 0
}   

5. 在终端进入c_compat/目录后执行almk run或者almk build && ./target/c_compat便能得到输出：

c_add(10, 20) = 30
c_multiply(5, 6) = 30
c_calculate_factorial(5) = 120

注：示例代码来自Alum/examples/15_mixed_c_alum