C语言与C++项目实现相互调用

前言

C语言和C++是程序员们在开发过程中经常使用的编程语言，两种语言有着相似的语法以及基础概念，但是在细节方面却存在较大的差异。由于C++是在C语言基础上的扩展，因此，C语言与C++的项目实现相互调用是可行的。

在本文中，我们将详细介绍如何在C语言项目和C++项目之间实现相互调用，并提供两个示例来说明该过程。

准备工作

在开始阐述如何实现C与C++的相互调用之前，我们需要先进行一些准备工作。首先，我们需要确保你使用的编译器支持C++编译。其次，我们需要了解如何将C++代码转化为C代码。

C++代码转化为C代码

在C++中，有一些语法和特性是C语言所不具备的。因此，在C++代码中直接调用没有C++编译器支持的特性时，会导致编译错误。为了解决这个问题，我们可以将C++代码转化为C代码，这样就可以在C代码中调用这些函数了。

目前有两种主要的C++代码转化为C代码的方式：

1. mangle和demangle

C++内部使用一种叫作mangle的方式来表示函数名，这种表示方法可以区分函数的参数类型、返回类型和名字，从而避免命名冲突。因此，在将C++代码转化为C代码时，我们需要解决两个问题：

1. 如何对C++函数名进行重命名（mangle）；
2. 如何在C语言中使用已重命名（mangle）过的C++函数。

针对第一个问题，我们可以使用C++编译器提供的extern "C"语法来禁止C++编译器对函数名进行mangle。

针对第二个问题，我们需要一个可以将重命名后的函数转化为对应的C++函数名的过程（即demangle）。在C++中，可以使用type_info来实现该过程。具体的转化代码如下所示：

#include <cxxabi.h>
#include <string>
#include <cstdlib>

std::string demangle(const char* name) {
    int status = -1;
    char* demangled = abi::__cxa_demangle(name, nullptr, nullptr, &status);
    std::string result(demangled);
    free(demangled);
    return result;
}

值得注意的是，在使用该方法之前，我们需要引入头文件<cxxabi.h>。

2. 使用Wrapper类

另一种将C++代码转化为C代码的方式是使用Wrapper类。这种方法是将C++函数封装在一个C++类中，然后暴露一个C的API，让C代码中调用该API来调用C++函数。在Wrapper类中，需要将C++函数封装成静态函数或者全局函数，并且禁用多态性。

C语言和C++项目相互调用

现在我们已经了解了如何将C++代码转化为C代码。在C和C++项目相互调用时，我们可以通过以下步骤来实现：

1. 在C++项目中引入编译成C代码的头文件或者Wrapper类头文件，并制定编译方式为C方式；
2. 在C++项目中定义一个可供C调用的API，然后在该API中调用C++函数；
3. 在C语言中引入C++项目提供的头文件，并调用C++项目提供的API。

最后，我们提供两个示例，分别是将C++字符串转化为C字符串和通过Wrapper类来调用C++函数。

示例1: 将C++字符串转化为C字符串

首先，我们需要在C++项目中编写一个转化函数，用于将C++字符串转化为C字符串。代码如下所示：

extern "C" {
    const char* convert_string(const std::string& str) {
        return str.c_str();
    }
}

在C语言中，我们可以通过调用该函数来获取C++字符串的C表示方式。具体代码如下所示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

const char* convert_string(const std::string& str);

int main() {
    const char* c_str = convert_string("Hello, world!");
    printf("%s\n", c_str);
    return 0;
}

示例2: 通过Wrapper类来调用C++函数

在该示例中，我们将编写一个Wrapper类，该类将一个Employee类的getSalary方法封装成可供C调用的函数。代码如下所示：

class Employee {
public:
    Employee(double salary) : salary_(salary) {}

    double getSalary() const {
        return salary_;
    }

private:
    double salary_;
};

class EmployeeWrapper {
public:
    EmployeeWrapper(double salary) : employee_(salary) {}

    static double get_salary(EmployeeWrapper* employee) {
        return employee->employee_.getSalary();
    }

private:
    Employee employee_;
};

extern "C" {
    EmployeeWrapper* create_employee(double salary) {
        return new EmployeeWrapper(salary);
    }

    void delete_employee(EmployeeWrapper* employee) {
        delete employee;
    }

    double get_salary(EmployeeWrapper* employee) {
        return EmployeeWrapper::get_salary(employee);
    }
}

我们可以通过调用create_employee函数来获得一个可供C调用的EmployeeWrapper对象。调用delete_employee函数来释放该对象。最后，调用get_salary函数来获取该Employee对象的salary值。

在C语言中，我们可以通过以下代码来调用Wrapper类提供的接口：

#include <stdio.h>

typedef struct EmployeeWrapper EmployeeWrapper;

EmployeeWrapper* create_employee(double salary);

void delete_employee(EmployeeWrapper* employee);

double get_salary(EmployeeWrapper* employee);

int main() {
    EmployeeWrapper* employee = create_employee(1000);
    double salary = get_salary(employee);
    printf("Salary: %lf\n", salary);
    delete_employee(employee);
    return 0;
}