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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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