c++ - ファンクターを関数ポインターとして渡す

Question

C++ アプリで C ライブラリを使用しようとしていますが、次のような状況に陥っています (C は知っていますが、C++ は初めてです)。C 側には、関数ポインターを引数として取る関数のコレクションがあります。C++ 側では、C 関数が必要とする関数ポインターと同じシグネチャを持つファンクターを持つオブジェクトがあります。C 関数に渡す関数ポインタとして C++ ファンクタを使用する方法はありますか?

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C コード (または C++ コード) への関数ポインターとして、C++ ファンクターオブジェクトへのポインターを直接渡すことはできません。

さらに、C コードにコールバックを移植可能に渡すには、少なくともextern "C"非メンバー関数として宣言する必要があります。少なくとも、一部の API では特定の関数呼び出し規約が必要なため、追加の宣言修飾子が必要です。

多くの環境では、C と C++ の呼び出し規約は同じで、名前マングリングのみが異なるため、グローバル関数または静的メンバーはすべて機能します。operator()ただし、呼び出しを通常の関数でラップする必要があります。

ファンクタに状態がない場合 (形式的な要件などを満たすためだけのオブジェクトです):
```
class MyFunctor {
  // no state
 public:
  MyFunctor();
  int operator()(SomeType &param) const;
}
```
ファンクターを作成し、その operator() を実行する通常の extern "C" 関数を作成できます。
```
extern "C" int MyFunctorInC(SomeType *param)
{
  static MyFunctor my_functor;
  return my_functor(*param);
}
```

あなたのファンクターに状態がある場合、例えば：

class MyFunctor {
  // Some fields here;
 public:
  MyFunctor(/* some parameters to set state */);
  int operator()(SomeType &param) const;
  // + some methods to retrieve result.
}

C コールバック関数は、ある種のユーザー状態パラメーター (通常は void *) を取ります。

void MyAlgorithmInC(SomeType *arr,
                    int (*fun)(SomeType *, void *),
                    void *user_state);

状態パラメーターをファンクターオブジェクトにキャストする通常の extern "C" 関数を作成できます。

extern "C" int MyFunctorInC(SomeType *param, void *user_state)
{
  MyFunctor *my_functor = (MyFunctor *)user_state;
  return (*my_functor)(*param);
}

次のように使用します。

MyFunctor my_functor(/* setup parameters */);
MyAlgorithmInC(input_data, MyFunctorInC, &my_functor);

それ以外の場合の唯一の通常の方法 (「実行時にマシンコードを生成しない」などの通常の方法) は、静的 (グローバル) またはスレッドローカルストレージを使用して、ファンクターを extern "C" 関数に渡すことです。これはコードでできることを制限し、醜いですが動作します。

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私はグーグルを使ってこの「宝石」を見つけました。どうやら可能ですが、お勧めしません。サンプルソースコードへの直接リンク。

score 5 · Accepted Answer

いいえ、もちろんです。C 関数のシグネチャは、引数を関数として受け取ります。

void f(void (*func)())
{
  func(); // Only void f1(), void F2(), ....
}

ファンクターを使用したすべてのトリックは、テンプレート関数で使用されます。

template<class Func>
void f (Func func)
{
    func(); // Any functor
}

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C++ で記述された AC コールバック関数は、関数として宣言する必要がありますextern "C"。そのため、ファンクタを直接使用することはできません。そのコールバックとして使用するある種のラッパー関数を作成し、そのラッパーにファンクターを呼び出させる必要があります。もちろん、コールバックプロトコルには、関数にコンテキストを渡す何らかの方法が必要です。そうしないと、タスクが非常に複雑になります。ほとんどのコールバックスキームにはコンテキストを渡す方法がありますが、私はそうでない脳死状態のものをいくつか使用しました。

詳細については、この回答を参照してください (コールバックがextern "C"単なる静的メンバー関数ではなく、コールバックでなければならないという逸話的な証拠については、コメントを参照してください)。

関数ポインター型としてクラスメソッドを使用する C++

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私はあなたができるとは思わない.operator()関数オブジェクトは実際にはメンバー関数であり、Cはそれらについて何も知らない.

使用できるのは、無料の C++ 関数、またはクラスの静的関数です。

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GCC では、メンバー関数ポインターをプレーンな関数ポインターに変換できます (プレーンな関数ポインターによって呼び出される関数の最初の引数はですthis)。

マニュアルのそれぞれのリンクを確認してください。

これには-Wno-pmf-conversions、明らかに非標準の機能に対するそれぞれの警告を黙らせるために、フラグが必要です。C スタイルのライブラリと C++ スタイルのプログラミングとのインターフェイスに非常に便利です。メンバー関数ポインターが定数の場合、コードを生成する必要さえありません。API はとにかくその引数の順序を使用します。

すでにファンクターがある場合、その方法でファンクターをフラット化することは、そのをフラット化することを意味する可能性が高くoperator()、ファンクタークラスポインター自体を最初の引数として呼び出す必要がある関数が得られます。これは必ずしもそれほど役立つわけではありませんが、少なくともCリンケージがあります。

しかし、少なくともファンクターを使用していない場合、これは役に立ち、 from のナンセンスな C リンケージ置換を提供しstd::mem_fnます<functional>。

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関数ポインタコールバックを受け取る多くのCAPIには、ユーザー状態のvoid*パラメータがあります。それらの1つを持っている場合は、幸運です。ユーザーデータをある種の参照またはキーとして扱うexterm C関数を使用して、ファンクターを検索し、実行することができます。

そうでなければ、いいえ。

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これが静的メソッドかインスタンスメソッドかによって異なります。静的メソッドの場合は、関数を className::functionName として渡すことができます。インスタンスメソッドの場合は、明らかに特定のインスタンスに関連付ける必要があるため、かなり複雑になります。ただし、C# などでデリゲートを使用する場合と同じ方法では実行できません。

私が見つけた最良の方法は、オブジェクトのインスタンスと関数ポインターでインスタンス化される保持クラスを作成することです。保持クラスは関数を直接呼び出すことができます。

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C++ファンクターにはメンバー関数()であるオーバーロードされた演算子があり、メンバー関数ポインターが必要になるため、私はノーと言います。これは、クラスのインスタンスなしでは呼び出すことができないため、通常の C 関数ポインターとはまったく異なるデータ型です。通常の関数または静的メンバー関数を C ライブラリに渡す必要があります。オーバーロードされた演算子は静的にできないため、静的にすることはできません。C ライブラリに通常の非メンバー関数または静的メンバー関数を渡す必要があり、そこから C++ ファンクターを呼び出すことができます。()

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うーん、関数オブジェクトをラップする無料のテンプレート関数を書くことができるかもしれません。それらがすべて同じ署名を持っている場合、これは機能するはずです。このように（テストされていません）：

template<class T>
int function_wrapper(int a, int b) {
    T function_object_instance;

    return funcion_object_instance( a, b );
}

これは、2 つの int を取り、int を返すすべての関数に当てはまります。

c++ - ファンクターを関数ポインターとして渡す

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