如何用Objective-C封装一个C++库？

Question

我有一个仅包含.h文件的C++库，其中包含数据结构的实现，并希望在我的iPhone应用程序中使用它。

首先，我编写了一个objective-C++的包装器，作为一个类，通过组合拥有一个C++类的实例变量。然后我被"迫"将包装器类的扩展名改为.mm，并且似乎很好。但是，我必须将这个包装类文件包含到几个其他文件中，所以我不得不改变它们的扩展名（以防止一堆编译时错误）。

我正确吗？有没有办法将".mm"扩展名限制在只有几个文件中？（以防止名称冲突等）

编辑：一些更多的信息可能会有所帮助，我正在使用LLVM 1.5作为编译器（我注意到编译时错误的数量从GCC 4.2变化到LLVM 1.5，但我不确定这意味着什么，因为我没有查看所有错误）。

- rano

Answer 1

我的建议是用#ifdefs包装C++代码块：

//MyWrapper.h

#ifdef __cplusplus
class ComposedClass;
#endif 

@interface MyWrapper : NSObject
{
#ifdef __cplusplus
ComposedClass *ptr;
#endif
}

// wrapped methods here...
@end

这是一个略微平庸的PIMPL习惯用法版本，但代码更少，并且对于从你的纯Objective-C代码中隐藏C++-ism很有效。显然，你需要在MyWrapper.mm中包含ComposedClass头文件。

如果ComposedClass是一个模板类型，则需要修改第一个代码块。

#ifdef __cplusplus
#include "ComposedClass.h"
#endif

不要使用前向声明，而是在Objective-C类的实例变量声明中直接使用模板类型。

这种方法是苹果公司运行时专家Greg Parker 建议 的。

- Barry Wark

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我认为那不是一个好主意。任何包含这个头文件的非C++文件都无法“看到”受保护的成员，因此类的大小和实例变量的偏移量将会不同。 - Kristopher Johnson

@Barry Wark 谢谢你，Barry。我认为这是最简单的方法，但似乎我无法实现，因为我得到了编译时错误http://pastebin.com/tp9Zjhss 看起来我漏掉了什么，我以为它们可以是模板，但在你的链接中它们被使用了。 - rano

@rano，抱歉...我错过了头文件。在这种情况下，我会将RTree头文件包含在您的Wrapper .h中（仍然只针对__cplusplus进行#ifdef）。 - Barry Wark

@Barry Wark：感谢您的回答。我已经尝试过了，虽然我的 wrapper.h 中没有更多编译时错误，但在 .mm 文件中却出现了一些新错误，因为当我使用 ivar 时它会说invalid use of incomplete type ...templateClassName...。通过在网上搜索，我发现这可能意味着模板尚未被实例化。有什么建议吗？ - rano

@Brad Wark：模板实例化是关键（这表明我的C++比你弱:D），谢谢（仅包括头文件的ifdef不足够） - rano

Answer 2

任何包含C++片段的代码（无论多小）都必须使用Objective-C++进行编译（因此应该在.mm文件中）。如果您想减少.mm文件的数量，您需要将C++代码的功能封装在一个Objective-C类中，以便该类的公共接口（其.h文件）仅由Objective-C代码组成。这意味着包装类不能包含C++类型的公共ivar。如果您的C++库只包含数据结构，则不知道这是否是可行的方法。

请注意，据我所知，LLVM 1.5尚未包含C++支持（只有LLVM 2.0才有）。据我所知，当您选择LLVM 1.5时，Xcode会自动为所有C++ / Objective-C ++文件切换到GCC。

- Ole Begemann

Answer 3

我不确定我完全理解你的问题，但我认为答案是“是”。

基本上，任何需要引用包装类的东西都是Objective-C ++代码，而不是直接的C ++。

我建议你将包装类的包含限制在实现（.cpp或Objective-C ++等效）文件中。它们不应该导致描述它们实现的类的头文件变成Objective-C ++。

像Pimpl惯用语这样的技术可以帮助隔离使用你的类的用户，使他们不会意识到它部分地在Objective-C ++中实现。

- Omnifarious

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+1 我明白你的意思，通过仅在“.mm”文件中包含来限制级联。 - rano

@rano - 看起来你的问题是我描述解决方案的问题的反向问题。而且看起来Objective-C/C++没有将实现概念与类定义分离的概念。这使得工作变得更加困难，需要比我更深入地理解Objective-C/C++。 - Omnifarious

我现在不明白你的意思，Objective-C/C++为类的接口/实现提供了分离。 - rano

@rano - 叹气 哎呀。我觉得我需要学习更多关于Objective-C++的知识，才能更好地帮助你。Pimpl惯用法依赖于类的定义和实现之间的分离才能工作。因此，如果Objective-C++允许这样做，那么就可以将其转换成该语言。 - Omnifarious

Answer 4

我偏爱的解决方案是这个前向声明宏：

#define FORWARD(cpp_class) struct cpp_class; typedef struct cpp_class cpp_class;

FORWARD(SomeCppClass);

@interface MyObjcWrapper : NSObject {
    SomeCppClass *ptr;
}

然后MyObjcWrapper.h文件可以安全地包含在Objective-C和Objective-C++文件中。

这是我几年前看到的一篇有用的博客文章 - 现在似乎找不到了。

- sb.