C调用C++代码的方法步骤

C语言是一款面向过程的语言，而C++语言是一款面向对象的语言。虽然二者有着许多相似之处，但仍然会存在一些不兼容的情况，在C中调用C++代码时也是如此。下面介绍一下C调用C++代码的方法步骤。

步骤

1. 在C++文件中，声明被调用的函数为extern "C"

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

// your C++ code here

#ifdef __cplusplus
}
#endif

这段代码中，将要被调用的函数用extern "C"声明，这样就可以让C语言调用C++代码中的函数了。

1. 在C文件中，包含C++头文件，并在其中声明C++函数

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#include "your_cpp_header.h"

void your_c_function() {
    // call your C++ function here
}

#ifdef __cplusplus
}
#endif

这段代码中，引入了你的C++代码所在的头文件，并声明了一个C函数your_c_function()，该函数将在内部调用你的C++函数。

1. 在makefile文件中把C++代码和C代码编译到同一个结果文件中（可根据实际情况自行选择库文件后缀名），生成动态库文件

# Generate shared library
libyourcode.so: yourcode.o
    g++ -shared -o libyourcode.so yourcode.o

# Generate object file by compiling C++ code
yourcode.o:
    g++ -fPIC -c yourcode.cpp -o yourcode.o

# Generate object file by compiling C code
your_c_function.o:
    gcc -fPIC -c your_c_function.c -o your_c_function.o

# Link object files and generate executable file
yourapp: your_c_function.o libyourcode.so
    gcc your_c_function.o -L. -lyourcode -o yourapp

对于步骤3，可以使用gcc和g++一起编译。其中，-fPIC表示生成位置独立代码，-shared表示生成动态库，-L.表示将库文件(libyourcode.so)与可执行文件(yourapp)放在同一目录下。

1. 在你的C程序的文件中，调用你的C函数

#include <stdio.h>

int main() {
    your_c_function();
    printf("Hello World\n");
    return 0;
}

在调用你的C函数之后，你也可以调用C函数以外的任何函数。

现在，你可以编译并运行你的程序，它应该可以正常地调用C++代码了。如果你的C++程序出现了问题，则表示你的C++代码调用出现了问题。

示例

示例一

假设你有一个叫做adder.h的C++头文件，其中包含一个函数double add(int, int)。以下是如何将它与一个简单的C函数打包到同一个库中。

• adder.h

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

double add(int x, int y);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

• adder.cpp

#include "adder.h"

double add(int x, int y) {
    return static_cast<double>(x) + y;
}

• adder_example.c

#include <stdio.h>
#include "adder.h"

int main() {
    double result = add(3, 4);
    printf("3 + 4 = %.2f\n", result);
    return 0;
}

假设上述代码已经保存到adder_example目录中，接下来使用以下命令编译和运行：

g++ -fPIC -c adder.cpp -o adder.o
gcc -c adder_example.c -o adder_example.o
g++ -shared -o libadder.so adder.o
gcc -L. -Wl,-rpath,. -o adder_example adder_example.o -ladder
./adder_example

上述步骤将会输出：3 + 4 = 7.00。

示例二

在另一个示例中，我们将使用一个更为复杂的C++程序。以下是一个实现矩阵加法的C++类Matrix的C++文件和头文件示例。我们试图在C中调用一个名为Matrix::add的函数。

• Matrix.h

#include <vector>

class Matrix {
public:
    Matrix(int rows, int cols);
    void add(Matrix &other);
    std::vector<std::vector<double>> matrix;
};

• Matrix.cpp

#include "Matrix.h"

Matrix::Matrix(int rows, int cols) {
    matrix.resize(rows);
    for (int i = 0; i < rows; ++i) {
        matrix[i].resize(cols);
        for (int j = 0; j < cols; ++j) {
            matrix[i][j] = 0.0;
        }
    }
}

void Matrix::add(Matrix &other) {
    for (int i = 0; i < matrix.size(); ++i) {
        for (int j = 0; j < matrix[i].size(); ++j) {
            matrix[i][j] += other.matrix[i][j];
        }
    }
}

• matrix_example.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
    void *data;
} Matrix;

Matrix create_matrix(int rows, int cols);
void destroy_matrix(Matrix *matrix);
void add_matrices(Matrix *a, Matrix *b);

int main() {
    Matrix a = create_matrix(3, 3);
    Matrix b = create_matrix(3, 3);

    double *a_data = a.data;
    for (int i = 0; i < 9; ++i) {
        *(a_data + i) = i + 1;
    }

    double *b_data = b.data;
    for (int i = 0; i < 9; ++i) {
        *(b_data + i) = i + 10;
    }

    add_matrices(&a, &b);

    double *result_data = a_data;
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        for (int j = 0; j < 3; ++j) {
            printf("matrix[%d][%d] = %f\n", i, j, *(result_data++));
        }
    }

    destroy_matrix(&a);
    destroy_matrix(&b);

    return 0;
}

• matrix_interop.h

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void add_matrices(void *a, void *b);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

在这个示例中，我们创建了一个名为Matrix的C++类，它接受两个整数参数(rows和cols)，并创建一个大小为(rows * cols)的二维数组。Matrix还有一个名为add()的方法，可以将一个矩阵添加到另一个矩阵中。

为了让C程序可以调用Matrix::add()方法，我们将其包装在了一个名为add_matrices()的函数中。这个函数将调用Matrix::add()方法来执行矩阵相加的任务。

接下来使用以下命令编译和运行：

g++ -fPIC -c Matrix.cpp -o Matrix.o
gcc -c matrix_example.c -o matrix_example.o
g++ -shared -o libmatrix.so Matrix.o
gcc -Wl,-rpath,. -o matrix_example matrix_example.o -L. -lstdc++ -lmatrix
./matrix_example

上述步骤将会输出：

matrix[0][0] = 11.000000
matrix[0][1] = 13.000000
matrix[0][2] = 15.000000
matrix[1][0] = 17.000000
matrix[1][1] = 19.000000
matrix[1][2] = 21.000000
matrix[2][0] = 23.000000
matrix[2][1] = 25.000000
matrix[2][2] = 27.000000

这个输出结果显示了成功调用Matrix.add()方法的结果。