从C中调用C++方法

Question

我已经有一段时间没有使用纯C了，现在我正在一个C++项目中开发一个API。这些方法大部分都是C方法，所有的返回值都是C结构体，除了一个需要返回vector<string>的方法。现在我的问题来了，C++的方法/库/其他能否从C中调用？我问这个问题是因为我不知道使用API的人会使用C还是C++编写代码，我觉得我应该只返回C结构体。那么这就要求我返回一个char**，对吗？

如果上面的内容不太清楚，请看以下简短版：

简短版 - 如果一个C++方法返回一个C结构体，我能从C中调用它吗？如果可以，vector<string>最好（唯一？）等价的返回值是什么？char**吗？

更新：这些C++方法只是全局方法，没有类或面向对象的东西。除了我的vector问题之外，唯一与C++相关的东西是一些stringstreams。

- Falmarri

Answer 1

不可以，C语言不能使用C++语言中不可用的功能。但是，C代码可以间接地使用C++代码。例如，您可以使用C++实现一个C函数，并在接口中使用不透明类型，以便签名使用void*，但实现使用C++类。

C语言中与vector<string>相当的可能更接近于：

 typedef const char* c_string_type;
 typedef struct c_string_array {
     c_string_type* c_strings;
     int c_strings_count;
  } c_string_array_t;

使用不透明类型，你将拥有如下所示的东西：

 typedef void* c_string_array_t;
 int c_string_array_length(c_string_array_t array);
 const char* c_string_array_get(c_string_array_t array, int index);

在C++实现中，您可以将std::vector*秘密地转换为void*。

- Michael Aaron Safyan

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为什么不使用结构体来保存字符串的长度呢？这样可以避免C用户在已知长度时对每个字符串进行strlen操作。 - Puppy

@DeadMG：不要假定知道用户会如何使用他的数据。你可能会无缘无故地招致性能惩罚。它们甚至可能不是文本字符串。 - Matt Joiner

@Michael：不要使用 _t，这是 POSIX 保留的。 - Matt Joiner

@Matt Joiner：如果你有一个指向数组的指针，没有大小信息，它里面的内容就毫无意义。 - Puppy

char *blah[] = {"are", "you", "sure?", NULL}; return blah; - Matt Joiner

@Matt，我了解。然而，在实践中，只要你在类型前缀加上库的名称（例如“mylibrary_cstring_type_t”），那么你就不会遇到命名冲突的问题。 - Michael Aaron Safyan

Answer 2

只要给出C可见的函数名（原型等在ABI级别被忽略），您可以从C中调用任何东西。当然，如果C不能按预期方式生成参数，则不能期望正确的结果。通常，显而易见的解决方案是将界面简化到C级别。char **是与vector<string>具有最大公约数的绝佳选择。不仅如此，如果您知道打算使用它做什么，可能更快（并且更清晰）。关于C的可见性：函数名不能与任何其他C可见函数共享。如果您希望从C中调用C++函数，则这可能是一个很好的原型示例：

extern "C" char **lots_of_strings();

如果参数签名不同，C++会允许您重载仅对C++可见的函数，并使它们与C版本共存。

vector<string> lots_of_strings(int);
extern "C" char **lots_of_strings();

如果您想提供多种适用于不同编程语言的调用方式，可以尝试以下方法（忽略延迟初始化的弊端和C语言中存在的bool类型）：

bool lots_of_strings(vector<string> &);
extern "C" int lots_of_strings(char ***);
Whatever lots_of_strings(SomeArrayType &);

请注意，C++在每种情况下都会选择与调用站点最匹配的定义，而C将采取它所能获得的任何内容（通常是一个具有匹配名称的函数）。

您会发现通过将#ifdef与宏__cplusplus结合使用，可以将C++特性隐藏在C中。

- Matt Joiner

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即使示例接口不是我的首选，但为C和C++提供不同的接口也值得加1分。 - David Rodríguez - dribeas

我担心你的第一个选择会是什么。根据OP的要求，除了vector<string>或char **之外的任何东西都是立即过度设计。 - Matt Joiner

Answer 3

请参考这个FAQ。基本上，您不能调用C++方法（成员函数），但是如果它们使用extern C声明，则可以调用独立函数。char **不是唯一的选择，但它可能是最直接的。您可以返回动态分配的char *数组。您将不得不使用输出参数向调用者提供长度（您可以将其NULL终止，但这可能不理想）。例如：

char **get_string_list(size_t *len)
{
  char **array;
  size_t actual_len;
  // ...
  *len = actual_len;
  array = (char **) malloc(sizeof(char *) * actual_len);
  // ...
  return array;
}

你必须释放内存，可以提供一个函数或者详细说明调用者如何做到这一点。别忘了如果字符串是动态分配的，则需要释放它们。

- Matthew Flaschen

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我猜在相关的问题上，您是否可以释放在C++中使用new分配的内存？ - Falmarri

简单的情况可能在某些编译器上巧合地起作用（因为“new”通常是用“malloc”实现的），但这肯定是错误的。 - Matthew Flaschen

Answer 4

如果您有可能修改所调用的代码，我建议将该函数从返回向量更改为类似以下方式的某个内容：

unsigned int MyFunction(char* buff, unsigned int numLines, unsigned int stride)

其中numLines是分配字符串的数量，stride是字符串的大小。这样你的函数就不需要分配任何你后来需要担心的内存。一切都由调用者处理。函数的返回值是使用的字符串数量。

- Simon

Answer 5

我之前读过一些关于这个的内容，如果我没记错的话，你可以使用能够在 C 编译的 c++ 代码/结构。但是有一些关于静态初始化的事情，如果我理解正确的话，你应该使用 c++ 编写主函数来保证这个静态初始化被完成，C 的主函数并不会完成这个初始化。

- InsertNickHere

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我们不会在主函数或类似的地方编写任何内容。我们正在编写一个API来与我们的套接字服务器进行交互。 - Falmarri

Answer 6

如果您打算为C和C++提供相同的功能，我建议尝试提供两个入口点，以便您可以将一个适应另一个。请注意，虽然您可以使用可从C和C++中使用的接口，但在大多数情况下，C接口不适合于C++使用（使用char **可能是C的好解决方案，但用户需要将其转换回C++类型并执行清理可能会使用户代码混乱），反之亦然。

- David Rodríguez - dribeas