c++ - 在堆栈上分配不完整的类型

Question

我正在用 C 语言包装一个 C++ 库。C++ 库是一个用于数据库服务器的库。它使用包装类来传递序列化数据。我不能直接在 C 中使用该类，所以我定义了一个可以在 C 代码中使用的结构，如下所示:

在 include/c-wrapper/c-wrapper.h 中(这是我的 C 包装器的客户端所包含的包装器)

extern "C" {
    typedef struct Hazelcast_Data_t Hazelcast_Data_t;

    Hazelcast_Data_t *stringToData(char *str);
    void freeData(Hazelcast_Data_t *d);
}

在impl.pp

中

extern "C" struct Hazelcast_Data_t {
    hazelcast::client::serialization::pimpl::Data data; // this is the C++ class
};

Hazelcast_Data_t *stringToData(char *str) {
     Data d = serializer.serialize(str);

     Hazelcast_Data_t *dataStruct = new Hazelcast_Data_t();
     dataStruct->data = d;

     return dataStruct;
}

...

现在可以了，我的 C 库的客户端只能看到 typedef struct Hazelcast_Data_t Hazelcast_Data_t;。问题是，无法在堆栈上分配上述类型，就像我想提供这样的 API 一样:

// this is what I want to achieve, but Hazelcast_Data_t is an incomplete type
#include <include/c-wrapper/c-wrapper.h>

int main() {
    char *str = "BLA";
    Hazelcast_Data_t d;
    stringToData(str, &d);
}

编译器会抛出 Hazelcast_Data_t 类型不完整的错误。我仍然想提供一个 API，允许将 Hazelcast_Data_t 的堆栈分配引用传递给序列化函数，但是因为 Hazelcast_Data_t 有一个指向 C++ 类的指针，这似乎几乎不可能。但是，可以选择传递堆栈分配的引用将大大简化我的 C 库客户端的代码(无需释放 newed 结构)。

是否可以通过某种方式重新定义 Hazelcast_Data_t 类型，以便它可以在 C 中使用并仍然在堆栈上分配？

Answer 1

您正在考虑执行此操作的大多数技巧都会调用未定义的行为，因为在创建结构时 C 不会为包含的对象调用 C++ 构造函数，并且在结构超出范围时不会调用 C++ 析构函数.为了使其工作，您需要结构包含一个大小合适的缓冲区，并在 init 函数中新建到该缓冲区，并在完成后调用该缓冲区的析构函数。这意味着代码看起来像这样(假设没有抛出任何东西 - 在这种情况下你需要添加异常处理和翻译......)

struct wrapper {
  char buffer[SIZE_OF_CXX_CLASS];
}

void wrapper_init() {
   new (buffer) Wrapped();
}

void wrapper_destroy() {
   ((Wrapper*)buffer)->~Wrapper();
}

{
  struct wrapper wrapped;
  wrapper_init(&wrapped);
  // ... use it ...
  wrapper_destroy(&wrapped);
}

如果您忘记调用 wrapper_init，一切都会进入未定义的行为领域。如果您忘记调用 wrapper_destroy，我想您也会遇到 UB。

但是由于这会强制您的调用者调用 init 和 destroy 函数，因此使用指针几乎没有什么好处。我什至声称使用结构而不是指针向 API 用户暗示初始化应该是微不足道的，并且不需要销毁。 IE。作为 API 用户，我希望能够做到

 {
   struct wrapper wrapped = WRAPPER_INIT; //Trivial initialisaton macro
   // .. use it ..
   // No need to do anything it is a trivial object.
 }

在这不可能的情况下(比如你的)我会坚持使用通常的在堆上分配它习惯用法

{
   struct wrapper* wrapped = wrapper_create();
   // ... use it ...
   wrapper_destroy(wrapped);
}