包装 C 或 C++ 库有哪些优缺点答案

【问题标题】：wrapping C or C++ library what are the advantages and disavantages包装 C 或 C++ 库有哪些优缺点
【发布时间】：2014-10-30 16:47:20
【问题描述】：

我正在编写一些库，我希望它们可以在 C 和 C++ 中使用，然后用 swig 包装它们以使它们可用于 Ruby、Python、Java、Lisp，...

用 C 编写库然后用 C++ 包装库而不是用 C++ 编写然后用 C 包装有什么优点和缺点？

我能想到的唯一事情是如果库是用 C++ 编写的，那么 C 程序可能需要一个 C++ 编译器来编译，尽管我可能不正确

可能还有一些功能或东西没有包装。

我主要是在寻求经验，以了解我在做这个项目时可能会遇到什么。

【问题讨论】：

C++ 没有稳定的 abi，很少有语言可以链接到它，同一编译器的不同版本甚至可能无法链接。 C 有一个稳定的 abi，几乎每种语言都有一个 C ffi。
@sjdowling，这是一个很好的观点，但据说 swig 可以为所有语言包装 C++，尽管我不确定它是如何工作的
这还取决于您的图书馆的组织方式。如果它（意味着它的用户界面）严重依赖模板，您将不得不手动实例化所有模板以将它们包装起来，这对于您的应用程序可能实用，也可能不实用。除此之外，“稳定的 ABI”当然是一个论点。但是 SWIG 非常擅长包装 C++ 代码。据我了解，它创建的附加接口库（然后从 Python 等访问）导出 C ABI，因此 C++ API 的困难不会对目标语言可见。
我必须承认，我的经验仅限于为 Python 包装 C/C++（不适用于您提到的任何其他语言）。将自己限制为 C 肯定是一个安全的选择，但 SWIG 具有 STL 容器的所有不错的包装器，并提供了将自定义类中的运算符轻松映射到 Python 中的等效结构的方法，因此，如果面向对象是你的库的一个重要概念，首先包装 C++ 可能比将自己限制在 C 中然后在目标语言中“重建”良好的结构更容易。
另一个想法：既然你知道你要包装这个库，那么在编写代码时检查你是否处于 SWIG 的能力范围内应该相对容易。它可能不会施加很多限制（请参阅here），但这样可以最大限度地减少对手动解决方法的需求。当您决定包装一个经过几年开发而没有考虑到这个想法的库时，事情通常会变得更加混乱。

标签： c++ c binding shared-libraries wrapper

【解决方案1】：

用 C 编写，用 C++ 包装：

优势

如果您的 C 代码在某种程度上是面向对象的，或者根本不执行任何宏和类似技巧，那么制作 C++ 包装器应该很容易
实际上，您可以使用 SWIG 或类似工具制作 C++ 包装器，然后使用相同的工件（如 SWIG 接口文件）制作其他（Ruby、Python...）包装器
如果您对要连接的语言（例如 Ruby 和 Python，但不是 Lisp 或其他语言）有想法，那么您可以编写 C++ 包装器，以便更轻松地为这些语言编写包装器（即使没有 SWIG）

缺点

制作 C++ 包装器时可能会陷入困境，这种包装器过于 C++ 风格（例如，模板太多），而这可能很难用另一种语言进行包装
只有少数语言支持直接连接 C++，尤其是整个 C++。因此，您几乎需要为其他语言编写包装器。

用 C++ 编写，用 C 换行：

优势

C 是一种更易于交互的语言，因为它是一种更简单的语言，并且大多数环境/操作系统都是用 C 编写的。
实际上，如果您遵循一些约定（“ABI”），大多数语言都提供了一种调用 C DLL/.so 的方法，根本不需要任何包装器。在大多数情况下，它很丑陋，但可以很好地用于更简单的接口、原型等。

缺点

与 C 的接口并不像“馅饼”那么“容易”，因此如果您不小心，可能会遇到麻烦。例如，在 Windows 上，要从 DLL 导出函数，您必须将其标记为“已导出”，这只有“事实上的”标准方式。还有结构对齐、枚举大小和其他问题。
从 C 中连接 C++ 比反之更难。你必须确保你的异常不会从 C++ 传播，正确地“翻译”C++ 模板（记住 std::string 是一个模板），各种继承习惯用法（接口，混合，“常规”多重继承...... ) 在界面中...

我的建议

我都做过，我的经验建议您应该使用更适合您手头任务的语言编写模块。完成后，与另一个接口，然后包装到所有其余部分。实际上，没有人会阻止您将 C 接口从一种语言（比如 Ruby）和 c++ 从另一种语言（比如 Python - 使用 Cython）包装起来。

C 和 C++ 之间的交互比将它们中的任何一个与（几乎所有）其他语言交互要容易得多，因此在决定主要开发语言时不应该有非常重要的影响。

【讨论】：

这是一个非常好的答案，尽管在您列出的“用 C++ 编写，用 C 包装”的优势下，有一点对我来说似乎有点不对劲，您列出 C 比谈论 C ABI 更容易。这不应该是 C++ 的优势吗？
我的意思是这是使用 C 作为接口语言的优势（因此 C++ 是实现语言）。