使用带有 C 函数指针的 C++ 类成员函数答案

【问题标题】：using c++ class member function with C function pointer使用带有 C 函数指针的 C++ 类成员函数
【发布时间】：2013-05-17 20:44:36
【问题描述】：

我正在使用一个实现命令外壳的 C 库。通过实现具有以下调用签名的函数来注册自定义 shell 命令：

typedef void(* shellcmd_t)(BaseSequentialStream *chp, int argc, char *argv[])

然后在静态结构中注册该函数，该结构将字符串命令名称映射到该函数指针，如下所示：

static const ShellCommand commands[] = {
  {"myfunction", myfunction},
  {NULL, NULL}
}

myfunction 的样子：

void myfunction(BaseSequentialStream *chp, int argc, char *argv[])
{
   // do some stuff
}

我正在使用 C++，并希望将一些 shell 命令实现为类实例成员函数（不是静态成员函数）。有没有办法使用<functional> 中的任何内容，以便我可以从类实例成员函数中获取兼容的函数指针并将其注册到 ShellCommand 结构的数组中？我一直在阅读有关 std::bind 和 std::function 的内容，并且有点印象你可以给他们一个指向 C 风格函数的指针，但是你不能从他们，所以它似乎不起作用，但也许我只是错过了一些东西。

如果有人有解决这个问题的好方法，我很想听听。似乎我可能必须将它实现为一个平面 C 函数，然后可以调用一些东西，它会给它一个指向我想要的实例的指针/引用，然后一旦我有了它，我就可以将调用转发到该实例的成员函数。看起来有点乱，希望有更好的方法。

【问题讨论】：

通过“C 风格函数”，您需要extern "C" 语言链接，还是仅仅需要一个普通函数（不是函数对象或成员函数）？
我不完全确定，但确实知道类静态函数可以在没有外部“C”包装器的情况下工作——这是否意味着语言链接无关紧要，只是函数是普通的功能？
联动在很多平台上无所谓，但不保证无所谓。你是对的，它必须是一个普通函数，因为成员函数有一个额外的隐藏参数来传递this。在某些平台 (Windows) 上，this 的传递方式甚至与其他参数不同。
Function pointer to class member function problems 的可能重复项

标签： c++ c callback function-pointers

【解决方案1】：

不，这不可能是您想要的直接方式。在 C 接口中，您无法以某种方式传递类的隐式实例，而 C 接口根本没有插槽。因此，您必须将指针显式传递给实例并调用类函数。这样做的好处是保护了其他类方法。

所有这些都与extern "C" 链接的名称修饰方面无关，但最终与 ABI 相关。一旦您从变量（此处为数组元素）中的编译单元导出指向函数的指针，“原始”符号是否被损坏都无关紧要。类型系统保证始终使用正确的调用约定调用函数。

【讨论】：

extern "C" 很重要，但可能与目标系统无关。见评论讨论here 和here。它与 ABI 有关，而不是修饰。

【解决方案2】：

由于您使用的是 C 库，因此您应该将 extern "C" 函数传递给 C 库。这是为了确保将与 C ABI 兼容的函数传递给 C 库（这在 C ABI 和 C++ ABI 不同的系统上很重要）。由于 API 看起来很规则，您可以在 C++ 代码中使用宏来简化此操作：

#define DEFINE_SHELL_COMMAND(cmd) \
    extern "C" void cmd##_c_wrap (BaseSequentialStream *chp, int argc, char *argv[]) { \
        cmd().execute(chp, argc, argv); \
    } \
    ShellCommand cmd##Entry = { #cmd, cmd##_c_wrap }

class ShellCommandClass {
protected:
    virtual ~ShellCommandClass () {}
public:
    virtual void execute (BaseSequentialStream *chp, int argc, char *argv[]) = 0;
};

class myfunctionClass : public ShellCommandClass {
    //...
public:
    void execute (BaseSequentialStream *chp, int argc, char *argv[]) { /* ... */ }
};

ShellCommandClass & myfunction () {
    static myfunctionClass cmd;
    return cmd;
}

DEFINE_SHELL_COMMAND(myfunction);

static const ShellCommand commands[] = {
    myfunctionEntry,
    {NULL, NULL}
}

【讨论】：