如何在 C++ 中创建一个可以从 C 代码全局引用的对象？

Question

我有一个 C 语言的大型程序，我想将某些 C++ 对象与地图等一起使用。 我关注了this post 如何从 C 调用 C++，我的两个 C++ 看起来像这样。

///map.cc
#include "map.h"

void* createMap()
{
    std::map<int,int> *m = new std::map<int,int>();
    return static_cast<void*>(m);
}
void putInMap(int key, int value, void* opaque_map_ptr){
    std::map<int,int> *m = static_cast<std::map<int,int>*>(opaque_map_ptr);
    m->insert(std::pair<int,int>(key,value));
}

//map.h
 #ifdef __cplusplus
 #define EXTERNC extern "C"
 #else
 #define EXTERNC
 #endif


EXTERNC void* createMap();

EXTERNC void putInMap(int key, int value, void* opaque_map_ptr);

我不清楚的是，如果我在我的 C 程序中执行以下调用，我如何确定我的 Map 存在以及如何使其全局化？我只是将相应的指针设为全局吗？

#include "map.h"
//How do I let everyone use this map
void* ptr = createMap();

Answer 1

//How do I let everyone use this pointer
void* ptr = createMap();

不是通过使用= createMap() 的初始化程序声明一个全局对象。 C 不允许 C++ 具有的那种全局变量的动态初始化。指针必须由常量表达式初始化。如果你想在 C 中调用 createMap()，它只能在输入 main 并且函数调用明确之后发生。

通常的模式是提供一个执行延迟初始化并返回指针的函数。

void *globalMap() {
    static void *ptr = NULL;
    if (!ptr)
        ptr = createMap();
    return ptr;
}

然后调用代码可以使用globalMap() 来获取指向对象的共享指针。如果需要“类对象”语法，则可以使用宏来包装函数调用

#define globalPtr globalMap()

可以通过errno 看到一个标准示例。

还有一点必须提的是，我写了一个很幼稚的globalMap()，因为指针赋值不是线程安全的。 使其线程安全并非不可能，但代码会稍微复杂一些。您可以由 C++ 编译器隐式完成（C++11 及更高版本）。该技术就是所谓的 Meyers Singleton

extern "C" void *globalMap() {
    static std::map<int, bool> m;
    return &m;
}

就是这样。 C++ 编译器将对其进行检测，以便 m 仅初始化一次且没有竞争条件。

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最后一点，不要忘记您必须在 ABI 边界上处理 C++ 异常！在正确的位置使用一些 noexcept 说明符使它们全部致命是一种方法，或者将它们转换为可能返回到 C 代码进行检查的错误。无论哪种方式，都不要忽视它们的存在。