如何将 C++ 回调传递给 C 库函数？

Question

我正在使用 C++ 开发我的代码，并希望使用 MPFIT 非线性曲线拟合库，该库是用 C 开发的，但允许在 C++ 中编译。

例如我有一个名为“myClass”的类，而这个类有一个函数myClass::Execute()

我在 myClass.h 文件中包含“mpfit.h”。并尝试从 Execute() 调用一个名为 mpfit 的函数。

int status = mpfit(ErrorFunction, num1, num2, xsub_1D, 0, 0, (void *) &variables, &result);

问题是 ErrorFunction 是 myClass 的一个函数。所以当我尝试使用它时编译器会出错。我试图将 ErrorFunction 带出类对象，但这次我得到了下面给出的错误：

ErrorFunction 在类之外时出错：

错误 4 错误 C2664: 'mpfit' : 无法从 'int 转换参数 1 (__cdecl *)(int,int,double *,double,double *,void *)' 到 'mp_func'

ErrorFunction 在类内时出错：

Error   3   error C3867: 'myClass::ErrorFunction': function call missing argument list; use '&myClass::ErrorFunction' to

误差函数定义：

int ErrorFunction(int dummy1, int dummy2, double* xsub, double *diff, double **dvec, void *vars)

如何调用这个函数并将其解析成 mpfit，它是一个 C 函数？

mp_func 定义为：

/* Enforce type of fitting function */
typedef int (*mp_func)(int m, /* Number of functions (elts of fvec) */
               int n, /* Number of variables (elts of x) */
               double *x,      /* I - Parameters */
               double *fvec,   /* O - function values */
               double **dvec,  /* O - function derivatives (optional)*/
               void *private_data); /* I/O - function private data*/

Answer 1

确保您的调用约定匹配。 C 库使用 C 调用约定或 cdecl (__cdecl)。如果您在 C++ 中使用 mp_func typedef，它可能默认为编译器的标准调用约定，或 stdcall (__stdcall)。创建一个新的 typedef 或将其更改为以下内容：

typedef int __cdecl (*mp_func)(int m, /* Number of functions (elts of fvec) */
               int n, /* Number of variables (elts of x) */
               double *x,      /* I - Parameters */
               double *fvec,   /* O - function values */
               double **dvec,  /* O - function derivatives (optional)*/
               void *private_data); /* I/O - function private data*/

并且在声明ErrorFunction的时候，也要声明为__cdecl：

int __cdecl ErrorFunction(int, int, double*, double *, double **, void *);

如果调用 mpfit 函数时编译器仍然报错，您可以尝试使用 cdecl 将函数指针转换为 mp_func 类型定义：

int status = mpfit((mp_func)ErrorFunction, num1, num2, xsub_1D, 0, 0, (void *) &variables, &result);

Answer 2

鉴于您已经展示了mpfit() 和mp_func 的定义，您需要使用mp_func 的private_data 参数来传递您的类的this 指针。您当前正在使用该参数来传递您的 variables 项目。让variables 成为您班级的成员（如果还没有的话），然后将this 传递给mpfit()：

class MyClass
{
private:
    TheDataType variables;
    static int ErrorFunction(int m, int n, double *x, double *fvec, double **dvec, MyClass *pThis);
public:
    void DoIt();
};

void MyClass::DoIt()
{
    // ...
    int status = mpfit((mp_func)&ErrorFunction, num1, num2, xsub_1D, 0, 0, this, &result); 
    // ...
}

int MyClass::ErrorFunction(int m, int n, double* x, double *fvec, double **dvec, MyClass *pThis)
{
    // use pThis->variables as needed ...
} 

或者：

class MyClass
{
private:
    static int MPFitErrorFunction(int m, int n, double *x, double *fvec, double **dvec, MyClass *pThis);
    int MyErrorFunction(int m, int n, double *x, double *fvec, double **dvec);
public:
    void DoIt();
};

void MyClass::DoIt()
{
    // ...
    int status = mpfit((mp_func)&MPFitErrorFunction, num1, num2, xsub_1D, 0, 0, this, &result); 
    // ...
}

int MyClass::MPFitErrorFunction(int m, int n, double* x, double *fvec, double **dvec, MyClass *pThis)
{
    return pThis->MyErrorFunction(m, n, x, fvec, dvec);
} 

int MyClass::MyErrorFunction(int m, int n, double* x, double *fvec, double **dvec)
{
    // use this->variables as needed ...
} 

Answer 3

看起来像：

int ErrorFunction(int dummy1, int dummy2, double* xsub, double diff, double *dvec, void *vars)

应该是：

int ErrorFunction(int dummy1, int dummy2, double* xsub, double *diff, double **dvec, void *vars)

匹配你的

typedef int (*mp_func)(int m, /* Number of functions (elts of fvec) */
               int n, /* Number of variables (elts of x) */
               double *x,      /* I - Parameters */
               double *fvec,   /* O - function values */
               double **dvec,  /* O - function derivatives (optional)*/
               void *private_data); /* I/O - function private data*/

Answer 4

您的回调必须声明为 extern "C" 才能正常工作。

编辑：我看到人们很难理解这个事实。标准说（7.5/1）：

具有不同语言链接的两个函数类型是不同的类型 即使它们在其他方面相同。

Answer 5

对于 C++ - to - C 有一个标准的成语，使用 pimpl 成语：

foo_c.h：

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
//forward declaration.  clients of foo_c.h should only hold pointers to Foo_c
typedef struct Foo_c Foo_c;

int someMethod(Foo_c* foo);
#ifdef __cplusplus
}
#endif

foo_c.cpp：

#include <foo.h>
struct Foo_c {
       Foo foo;
}
int someMethod(Foo_c* foo) { 
     try {
         foo->foo.someMethod();
         return 0; //no error
     }
     catch(...) {
         return 1; //error
     }
}

（根据以下答案为外部“C”编辑。）