使用 C 和 C++ 编写库接口，以哪种方式包装？

Question

在准备一个库（我们称之为 libfoo）时，我发现自己遇到了以下困境：我应该将其编写为带有 C 包装器的 C++ 库吗？

namespace Foo {
  class Bar {
    ...
  };
}

/* Separate C header. #ifdef __cplusplus omitted for brevity. */
extern "C" {
  typedef void *FooBar;
  FooBar* foo_bar_new() { return new Foo::Bar; }
  void foo_bar_delete(FooBar *bar) { delete bar; }
}

将其编写为带有 C++ 包装器的 C 库更好：

/* foo/bar.h. Again, #ifdef __cplusplus stuff omitted. */

typedef struct {
  /* ... */
} FooBar;

void foo_bar_init(FooBar *self) { /* ... */ }
void foo_bar_deinit(FooBar *self) { /* ... */ }

/* foo/bar.hpp */

namespace Foo {
  class Bar {
    /* ... */
    FooBar self;
  }

  Bar::Bar() {
    foo_bar_init(&self);
  }

  Bar::~Bar() {
    foo_bar_deinit(&self);
  }
}

还是 你更喜欢吗？为什么？我喜欢后者，因为这意味着我不必担心我的 C 函数意外地出现异常，而且我更喜欢 C 作为一种语言，因为我觉得它是一个较小的语义雷区。其他人怎么看？

编辑：这么多好的答案。谢谢大家。可惜我只能接受一个。

Answer 1

小要点：

当您编写 C 库时，它在任何地方都很有用 - 在 C、C++（带有包装器）和许多其他语言（如 Python、使用绑定的 Java 等）中，最重要的是它只需要 C 运行时。

当你编写C++包装器时，你还需要编写一个C包装器，但它并不像你想象的那么简单，例如：

c_api.h:

extern "C" {
  typedef void *Foo;
  Foo create_foo();
}

c_api.cpp:

void *create_foo() 
{
    return new foo::Foo();
}

有什么问题吗？它可能会抛出！由于C没有堆栈，程序会崩溃
展开语义。所以你需要这样的东西：

void *create_foo() 
{
    try {
       return new foo::Foo();
    }
    catch(...) { return 0; }
}

对于每个 C++ api 函数来说。

所以我认为编写一个 C 库并提供一个单独 C++ 包装器是更好的解决方案。

而且它不需要与 C++ 运行时库链接。

Answer 2

用您喜欢编写库的语言编写库。从技术上讲，采用哪种包装方式并不重要。尽管某些 C 项目可能旨在排除非 C 的库，而 C++ 项目排除用 C 编写的库会很奇怪，但这主要是一种哲学上的反对，而不是实际的反对。

将 C 封装在 C++ 包装器中可能会导致包装器稍大一些，但更容易被 C 程序员接受。

请注意，如果您要分发二进制文件，C 的简单性是有利的。

Answer 3

如果您更喜欢用 C 编写，为什么需要 C++ 包装器？ C++客户端可以使用C风格的API接口。另一方面，如果您更喜欢 C++，则有必要为 C 客户端提供 C 包装器。

Answer 4

如果您的库必须以二进制+标头的形式分发（而不是传送源代码），您会发现C API 更具有普遍可链接性，因为C 通常是任何平台上最小的通用 API。

这就是为什么我通常必须为我在过去十年中所做的需要 API 的项目制作带有内联 C++ 包装器的 C API。由于程序都是用 C++ 编写的，这意味着我必须围绕 C++ 代码创建一个 C 包装 API，只是为了在它周围放置另一个包装 C++ API。

Answer 5

假设编译时没有链接时优化，C 编译器无法内联包装函数，因为它不知道如何处理 C++ 调用 - 但 C++ 编译器可以轻松内联 C 调用。

因此，为 C 库创建一个 C++ 包装器可能是一个好主意，而不是相反。

Answer 6

我个人更喜欢使用 C++ 并将其包装为 C。
但事实上，这是一个品味问题，你必须根据自己的喜好做出决定。如果您觉得用 C 语言编写库更舒服，那么就使用它并将其包装为 C++。

关于异常：您可以在为 C 包装的每个函数中捕获它们并为其返回错误代码，例如通过拥有一个自己的异常类，该异常类已经有一个数字错误代码值，您可以将其返回到您的 C 函数，其他函数可能有任何其他库抛出的错误都可以转换为其他内容，但是无论如何您应该早点捕获它们。

Answer 7

如果您对用 C 语言编写库感到满意，那么就这样做。作为一个 C 库，它将更加可移植，并且不会出现您提到的异常问题。从 C++ 库开始并将其包装在 C 中的情况并不常见。

Answer 8

就我个人而言，我更喜欢用 C++ 编写它，然后使用包装器公开 C 接口。
主要是因为我宁愿用适当的面向对象语言编写。我也会使用 OO 风格的 C 包装器，就像我在这篇文章中概述的那样，我在这篇文章中写了一个非常详细的解释，说明如何从 C 调用 OO C++ 为面向对象的 C++ 代码开发 C 包装器 API

Answer 9

它还很大程度上取决于您计划在库中使用的内容。如果它又可以从其他 C++ 库中获益匪浅，那么就使用 C++。

也可能有人会说，如果您的库非常大（在内部，不一定是 API 方面），那么用 C++ 实现它会更容易。 （这不是我的菜，我更喜欢 C，但有些人非常喜欢 C++。）

还要记住，C++ 使用的运行时几乎需要操作系统来支持异常。

如果您设想将您的库用作操作系统的基础，或者在没有操作系统的环境中使用，您必须知道如何禁用异常支持，避免大量（全部？）STL 并提供您自己的分配器和解除分配器。这并非不可能，但您需要确切地知道自己在做什么。

C更适合那些低级的事情。