如何正确混合 C++ 和 C

Question

我遇到了一些问题：我需要为 C++ 库编写 C 包装器。假设我有 3 个文件：

• 包装器.h

  typedef struct Foo Foo;
  Foo* create_foo();
  

• 包装器.cpp

  extern "C" {
      #include "wrapper.h"
  }
  #include "foo.h"
  
  Foo* create_foo() {
      return new Foo;
  }
  

• foo.h

  class Foo {
  public:
      Foo();
  };
  

这编译得很好：

clang++ -std=c++14 wrapper.cpp foo.h wrapper.h -shared -fPIC

clang++ -shared -o libbindings.so a.out

但是在编译使用 C 包装器的程序（它是编译器并通过使用包装器的编程语言 - Crystal 链接）时，我得到一个对 create_foo() 的未定义引用和一个链接器错误 collect2: error: ld returned 1 exit status。我该如何调试（以及我做错了什么）？

Answer 1

这是一个工作示例：

wrapper.h（支持 C 和 C++）

#ifndef WRAPPER_H_
#define WRAPPER_H_

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

typedef struct CPPClass CPPClass;

CPPClass* CPPClass_new();
void CPPClass_do_something(CPPClass* cppclass);
int CPPClass_get_state(CPPClass* cppclass);
void CPPClass_delete(CPPClass* cppclass);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* WRAPPER_H_ */

wrapper.cpp（仅限 C++）

#include "wrapper.h"

class CPPClass
{
    int state;
public:
    CPPClass(): state(0) {}
    void do_something() { ++state; }
    int get_state() const { return state; }
};

extern "C" CPPClass* CPPClass_new()
{
    return new CPPClass;
}

extern "C" void CPPClass_do_something(CPPClass* cppclass)
{
    cppclass->do_something();
}

extern "C" int CPPClass_get_state(CPPClass* cppclass)
{
    return cppclass->get_state();
}

extern "C" void CPPClass_delete(CPPClass* cppclass)
{
    delete cppclass;
}

use-wrapper.c（仅限 C）

#include <stdio.h>
#include "wrapper.h"

int main(void)
{
    CPPClass* cppclass = CPPClass_new();

    if(!cppclass)
    {
        printf("ERROR: failed to create CPPClass:\n");
        return 1;
    }

    printf("state: %d\n", CPPClass_get_state(cppclass));
    CPPClass_do_something(cppclass);
    printf("state: %d\n", CPPClass_get_state(cppclass));

    CPPClass_delete(cppclass);
}

编译 CPP

g++ -std=c++11 -shared -fPIC -o libwrapper.so wrapper.cpp

编译 C

gcc -o use-wrapper use-wrapper.c -L. -lwrapper -lstdc++

输出：

$ ./use-wrapper 
state: 0
state: 1

希望对您有所帮助。

Answer 2

您正在创建一个名为a.out 的共享对象，然后是另一个名为libbindings.so 的共享对象，它表面上链接到a.out，但没有从中引用任何内容。现在，如果一组输入文件没有任何未定义的符号，则不会搜索或将库添加到输出中。所以libbindings.so 本质上是一个空库。验证：

 % nm a.out | grep create_foo
 00000000000006bc T create_foo
 % nm libbindings.so | grep create_foo
 %

如果你有多个源文件，你应该从每个源构建一个 object 文件（使用 -c 编译标志），（然后可选地将对象组合到一个静态库中 --- 跳过这一步如果你不发布静态库）然后从以前构建的对象构建一个共享对象：

  clang++ -c -fPIC foo.cpp
  clang++ -c -fPIC bar.cpp
  clang++ -shared -o libfoobar.so foo.o bar.o

如果您只有一个源，或者可以轻松编译的源文件很少，则可以一步构建共享库：

  clang++ -std=c++14 wrapper.cpp somethingelse.cpp -shared -fPIC -o libbindings.so

不建议大型项目这样做。