从 C 结构继承的可能的兼容性问题答案

【问题标题】：Possible compatibility issues inheriting from a C struct从 C 结构继承的可能的兼容性问题
【发布时间】：2012-10-29 01:05:33
【问题描述】：

背景：我们正在用 C++ 实现一个动态库，它扩展了 C 程序的功能。对于 C 程序中使用的主要结构之一，我们想添加我们自己的库特定字段。目前，当我们需要一个新字段时，我们会很好地要求 C 程序的开发人员为我们添加一个字段，最终我们会遇到大量的铸造混乱。我想知道我们是否可以改为执行以下操作：

主程序头文件：

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* ... */
typedef struct ImportantStruct {
/* Definitions */
} ImportantStruct
/* ... */
#ifdef __cplusplus
}
#endif

我们的头文件：

//...
class ObjectType : public ImportantStruct {
// Our extra fields
}
//...

我想我有两个问题：

1) 这合法吗？

2) 当 C 程序尝试使用对象的 struct 部分时，这会产生什么问题？

【问题讨论】：

如果你只使用组合而不是继承，听起来生活会容易得多......
你将如何处理你的 C 结构？您只是导入 C 结构吗？通常，从 C 结构继承是可以的 - 请记住 extern "C" 中的 C 代码由 C++ 编译器解析...
我在理论上同意组合将是一个非常非常好的解决方案。如果我从头开始做这件事，我会立即使用合成。问题是我们目前有一个typedef ImportantStruct ObjectType 和许多直接访问字段的地方。如果我将 typedef 更改为继承，这些访问仍然是合法的，并且我可以更好地控制对象的生命周期。但是，由于组合可能有其他直接优势，我肯定会重新考虑它作为一种选择。

标签： c++ c language-interoperability

【解决方案1】：

由于ImportantStruct 是一个POD 结构（它自动具有标准布局），并且由于ObjectType 没有其他基本类型并且如果它没有虚拟方法，它也具有标准布局。因此它可以用作 C 中的结构体。

1) 这合法吗？

是的。

2) 当 C 程序尝试使用对象的 struct 部分时，这会产生什么问题？

如果您的 c 函数不尝试覆盖它，那么您是安全的。你可以像这样覆盖它：

void foo( struct ImportantStruct *s )
{
 memset( s,0, sizeof(*s) );
}

如果有，则取决于重要结构中的内容，以及是否有填充字节。

这样的结构：

typedef struct {
  int a;
  char b;
} ImportantStruct;

在创建基类时可能会删除填充字节。

无论如何，我会使用组合，并避免任何类型的问题。但是您必须确保它是第一个成员，并且 ObjectType 具有标准布局。

【讨论】：

【解决方案2】：

派生方法应该有效，只需注意结果对齐。我不会对“扩展”POD 中的结果大小/偏移量做出假设。一些编译器可能会删除基类的填充。因此派生的 C++ POD 可能与 resp 的大小不同。扩展平面 C 结构。

更多关于派生对象布局的细节：c-data-alignment-member-order-inheritance

此外，为了扩展 POD，您可以在 class 上使用 struct 关键字。差别不大，只是结构成员默认是公共的。它也表达了你的 POD 意图（尽管它没有被强制执行）。

【讨论】：