C间接调用C++

C语言无法直接调用C++代码,因为C++存在名称修饰(name mangling)、类、虚函数等C不支持的特性。但可以通过中间层封装的方式,让C语言间接使用C++代码,核心思路是:

  1. extern "C"声明一个C兼容的接口层(函数)
  2. 在接口层内部实现对C++代码的调用
  3. C语言通过调用这个C兼容接口来间接使用C++功能

具体实现步骤

1. 编写C++类(待被C调用的功能)

假设我们有一个C++类MyCppClass,包含需要被C使用的功能:

// cpp_class.h
class MyCppClass {
private:
    int value;
public:
    MyCppClass(int v) : value(v) {}
    int add(int num) { return value + num; }
    void setValue(int v) { value = v; }
};
2. 编写C兼容的接口层(关键)

创建一个中间层,用extern "C"声明C语言可识别的函数,内部封装对C++类的操作:

// c_wrapper.h(C和C++都能包含的头文件)
#ifndef C_WRAPPER_H
#define C_WRAPPER_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {  // 告诉C++编译器,以下函数按C规则编译
#endif

// 用void*封装C++对象(C语言无法识别MyCppClass类型)
typedef void* CppObjHandle;

// 创建C++对象(封装构造函数)
CppObjHandle createCppObj(int initialValue);

// 调用C++对象的方法(封装成员函数)
int callAdd(CppObjHandle handle, int num);
void callSetValue(CppObjHandle handle, int v);

// 销毁C++对象(封装析构函数)
void destroyCppObj(CppObjHandle handle);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif
3. 实现接口层(调用C++代码)
// c_wrapper.cpp(必须用C++编译器编译)
#include "c_wrapper.h"
#include "cpp_class.h"

// 实现C兼容接口,内部调用C++类
CppObjHandle createCppObj(int initialValue) {
    // 创建C++对象,返回其指针(用void*隐藏类型)
    return new MyCppClass(initialValue);
}

int callAdd(CppObjHandle handle, int num) {
    // 将void*转换为C++对象指针,调用成员函数
    MyCppClass* obj = static_cast<MyCppClass*>(handle);
    return obj->add(num);
}

void callSetValue(CppObjHandle handle, int v) {
    MyCppClass* obj = static_cast<MyCppClass*>(handle);
    obj->setValue(v);
}

void destroyCppObj(CppObjHandle handle) {
    MyCppClass* obj = static_cast<MyCppClass*>(handle);
    delete obj;  // 释放C++对象
}
4. C语言调用接口层

C代码只需包含c_wrapper.h,调用C兼容接口即可间接使用C++功能:

// main.c(C语言代码)
#include "c_wrapper.h"
#include <stdio.h>

int main() {
    // 1. 创建C++对象(通过C接口)
    CppObjHandle obj = createCppObj(10);
    
    // 2. 调用C++对象的方法
    printf("10 + 5 = %d\n", callAdd(obj, 5));  // 输出15
    
    callSetValue(obj, 20);
    printf("20 + 5 = %d\n", callAdd(obj, 5));  // 输出25
    
    // 3. 销毁C++对象
    destroyCppObj(obj);
    return 0;
}
5. 编译运行

需要分别编译C和C++代码,再链接到一起(以GCC为例):

# 编译C++接口层(生成目标文件)
g++ -c c_wrapper.cpp -o c_wrapper.o

# 编译C代码(生成目标文件)
gcc -c main.c -o main.o

# 链接所有目标文件(用g++链接,确保C++运行时被包含)
g++ main.o c_wrapper.o -o c_call_cpp

# 运行程序
./c_call_cpp

核心原理

  1. 名称修饰兼容extern "C"让接口函数按C语言规则编译(不进行名称修饰),确保C语言能识别函数名。
  2. 类型隐藏:用void*封装C++对象指针,避免C语言直接接触C++的类类型(C不支持类)。
  3. 功能转发:接口层函数内部完成void*到C++对象指针的转换,并调用对应的成员函数,实现功能转发。

注意事项

  • C语言无法直接访问C++的类成员、模板、虚函数等特性,必须通过接口层函数间接操作。
  • 内存管理必须通过接口层的create/destroy函数完成,避免C和C++混用malloc/freenew/delete导致内存泄漏。
  • 链接时需用C++编译器(如g++),确保C++标准库被正确链接。
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