如何将函数作为参数从 C 传递到 C++ 并返回到 C

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何将函数作为参数从 C 传递到 C++ 并返回到 C

【英文标题】：How to pass function as a parameter from C to C++ and back to C

【发布时间】：2017-08-03 19:19:01

【问题描述】：

设置：我正在构建一个包含 C 部分和 C++ 部分的架构。

在我的架构中，我有：

获取数据的 data_io(C) 将其发送到处理器回调并输出处理后的数据。 data_processor(C) 负责处理数据并按需更改。 决定使用哪个处理器的 settings_manager(C++)。

关系如下：

settings_manager 对象被实例化，在其内部使用默认处理器函数初始化 data_processor，然后初始化 data_io 向其发送 processing_callback_function（在 settings_manager 中定义，但在内部引用 data_processor 函数），然后用于处理data_io 启动时的数据。 （所以，data_io在初始化时只接收一次processing_callback_function，并不关心callback在里面做什么，它只是生成数据，调用processing_callback_function并输出处理后的数据） 在系统工作时，settings_manager 可能会决定更改处理的 data_processor 类型，因此它会更改 processing_callback_function 以调用不同的 data_processor 函数。（data_io 不知道并继续工作）

下面是基本实现：

data_io.c:

typedef void (* ProcessorCallback_t)(float *, int);
ProcessorCallback_t processorCallback;

data_io_init(ProcessorCallback_t callback) 
   processorCallback;
   ...init all other stuff like data pointer...


data_io_loop() 
    bufSize = readData(&data); 
    processorCallback(&data, bufSize);
    writeData(&data, bufSize);

data_procesor.c:

void data_processor_init() 
    ...initialization routine...


void data_processor_proc1(float *data, int bufSize) 
    ...data process...


void data_processor_proc2(float *data, int bufSize) 
    ...data process...

settings_manager.cpp：

void SettingsManager::start() 
    data_processor_init();
    this->processing_function = &data_processor_proc1;
    //THIS IS MY QUESTION! HOW TO PASS THE processing_callback_function TO data_io_init
    data_io_init(&SettingsManager::processing_callback_function); 
    ... here starts a new thread to run loop below... 
    //while(this->condition)  
    //    data_io_loop();
    //


void SettingsManager::changeProcessorType(int processorType) 
    switch(processorType) 
        case 1:
            this->processing_function = &data_processor_proc1;
            break;
        case 2:
            this->processing_function = &data_processor_proc2;
            break;
    


void SettingsManager::processing_callback_function(float *data, int buffer_size) 
    this->processing_function(data, buffer_size);

我的问题：

1.我应该如何将 processing_callback_function C++ 成员函数传递给 data_io_init C 函数？

当我执行以下操作时：

data_io_init(&SettingsManager::processing_callback_function);

我收到以下错误：

"Incompatible pointer types 'ProcessorCallback_t' and 'void(Engine::*)(float*,int)'"

错误很明显，类型不同，因为第二个是成员函数并且是对象实例的一部分。

我读过我应该将 processing_callback_function 设为静态，但我不确定这是否是正确的方法。

处理此类事情的适当方法是什么，是否有任何可能对阅读有用的赞助人，或可能相关的编码策略？

【问题讨论】：

C 中的部分（为了获得最佳性能，无需类转换或多次耗时的内存解析）您对 C++ 的假设是错误的。

你是怎么编译这些文件的，SettingsManager的定义是什么？

@manni66 请解释一下我很想学习，可以回答我的第二个问题

“C++ 对于时间关键部分来说太慢了”——现在这是核心。

@alexm 由于 C 几乎是 C++ 的一个子集，因此 C 代码不能比精心编写的 C++ 更快（除非您使用不同的编译器）。在最坏的情况下，性能将是相同的。为了让您的生活更轻松，您可以将所有内容编译为 C++。

【参考方案1】：

非静态类方法有一个隐藏的this 指针，而独立函数没有。因此，您不能传递需要独立函数的非静态类方法。

在这种情况下，最好的解决方案是允许 C++ 代码将用户定义的值传递给 C 代码，然后让 C 代码将该值传递回 C++ 代码。这样，C++ 代码就可以传递它的this 指针。例如：

data_io.h：

typedef void (* ProcessorCallback_t)(float *, int, void *);

void data_io_init(ProcessorCallback_t callback, void *userdata);
void data_io_loop();

data_io.c:

ProcessorCallback_t processorCallback;
void *processorUserData;

void data_io_init(ProcessorCallback_t callback, void *userdata) 
   processorCallback = callback;
   processorUserData = userdata;
   ...init other stuff as needed ...


void data_io_loop() 
    ...
    processorCallback(&data, bufSize, processorUserData);
    ...

那么SettingsManager可以这样做：

settings_manager.h：

typedef void (* ProcessorFunc_t)(float *, int);

class SettingsManager

private:
    ProcessorFunc_t processing_function;
    ...
    static void processing_callback_function(float *data, int buffer_size void *userdata);

public:
    void start();
    ...
;

settings_manager.cpp：

#include "data_io.h"

void SettingsManager::start()

    ...
    data_io_init(&SettingsManager::processing_callback_function, this); 
    ...


void SettingsManager::processing_callback_function(float *data, int buffer_size void *userdata)

    static_cast<SettingsManager*>(userdata)->processing_function(data, buffer_size);

或者这个（因为上面是技术上未定义的行为，但它确实在大多数编译器中工作。下面更符合标准）：

settings_manager.h：

typedef void (* ProcessorFunc_t)(float *, int);

class SettingsManager

    ...

public:
    ProcessorFunc_t processing_function;

    void start();
    ...
;

settings_manager.cpp：

#include "data_io.h"

void processing_callback_function(float *data, int buffer_size void *userdata)

    static_cast<SettingsManager*>(userdata)->processing_function(data, buffer_size);


void SettingsManager::start()

    ...
    data_io_init(&processing_callback_function, this); 
    ...

【参考方案2】：

1) 用 C++ 编写所有内容。使用 std::function 作为回调。这是处理此问题的最佳方法。你真的有性能问题吗？你量过吗？ C++ 并没有那么慢。混合两种语言风格会带来的问题会带来更多的问题。

2) C 和 C++ 中的函数是相同的。您可以随时执行以下操作：

class Cls 
public:
    void callback() 
;

void Cls_callback(void* ptr) 
    reinterpret_cast<Cls*>(ptr)->callback();

然后将 Cls_callback 作为 C 回调传递。

3) 您可以将Cls_callback 设为Cls 的静态方法，这样它就可以访问Cls 的私有成员：

class Cls 
public:
    static void Cls_callback(void* ptr) 
        Cls* self = reinterpret_cast<Cls*>(ptr);
        self->i += 1;
    
private:
    int i;
;

但请记住，这实际上是一个 UB。它会起作用，它的代码比变体 2 略少，但从技术上讲，标准并不能保证它会起作用。

附：再一次，不要混合风格。到处使用 C++。