Question

最近我发现了一个我想在C ++项目中使用的C库。此代码使用全局变量配置，并将其输出写入静态指针指向的内存。当我执行我的项目时，我希望运行2个C程序实例：一个配置A，一个配置B.我不能运行我的程序两次，所以我认为有两个选项：

创建 C ++包装器：这里的问题是包装器类应包含C库所具有的所有全局/静态变量。由于C库中的函数使用这些变量，因此我必须为这些函数创建非常大的参数列表。
复制粘贴 C库：在这里，我必须调整C库中每个函数和每个变量的名称。

哪一个是最快的解决方案？是否还有其他可能来运行相同C源的2个实例？

谢谢，

最高

Answer 1

C ++ -Wrapper
通过将“整个库” - 只是稍微修改一下 - 粘贴到一个类中，您就可以轻松实现。

// C
static char resultBuffer[42];
void ToResult(int x) { ... }
char const * GetResult() { return resultBuffer; }

变为

// C++
class CMyImportantCLib
{
  private:
    char resultBuffer[42];
    void ToResult(int x) { ... } // likely, no code changes at all
    char const * GetResult() { return resultBuffer; }
} ;

主要是声明性更改（例如“查杀”静态和外部声明）。但是，您需要在方法中搜索静态变量，并将它们转换为成员

单独的命名空间
这是一个丑陋的解决方案，但对您来说可能就足够了：

// impMyLib.h
namespace A 
{
  #include "c-lib.h"
}
namespace B
{
  #include "c-lib.h"
}

// impMyLib.cpp
namespace A 
{
  #include "c-lib.c"
}
namespace B
{
  #include "c-lib.c"
}

如果幸运的话，优化器/链接器会成功折叠相同的代码。但是，A::和B::中的类型无关。

Answer 2

如果你买不起两次，那么3次怎么样？你可以想象一个小的前端进程，它启动你的C程序的两个独立的实例。从使用角度来看，它看起来仍然只是一个.exe，你只运行一次，但在幕后，你有一个有两个孩子的父进程。我不知道这种方法是否适合您的实际需求，但几乎可以肯定比其他两种选择更快。

Answer 3

IIUC，你所拥有的基本上是这样的：

extern int a;
extern int b;

void f();
void g();

其中a和b修改了f()和g()的行为。那是对的吗？

如果您有这个并且想要用C ++包装它，那么您可以做的是：

class the_library {
public:
  the_library(int a, int b) : a_(a), b_(b) {}

  void f() {a=a_; b=b_; ::f();}
  void g() {a=a_; b=b_; ::g();}
private:
  int a_;
  int b_;

};

根据您拥有的内容而不是a和b，这可能不会非常有效。

当然，正如Raki在评论中所说，由于这是使用全局变量，因此它根本不是线程安全的。

Answer 4

我喜欢这里的想法。但我应该指出我需要修改的每个变量。这是一个例子：

lib.h：

void f();
int g();

lib.c：

#include "lib.h"
extern int a;
extern int * output;

void f(){
    *output=(*output+6)*a;
}
int g(){
    return *output;
}

object.cc：

#include "lib.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int a;
int * output;

class the_library {
public:
  the_library(int a, int * output) : a_(a), output_(output) {}

  void f() {a=a_; output=output_; ::f();}
  int g() {a=a_; output=output_; ::g();}
private:
  int a_;
  int * output_;

};

int main(){

    int out1=2;
    the_library icache(3,&out1);
    icache.f();
    cout<<"icache.f() -> icache is "<<icache.g()<<endl;
    icache.f();
    cout<<"icache.f() -> icache is "<<icache.g()<<endl;

    int out2;
    out2=8;
    the_library dcache(7,&out2);
    dcache.f();
    cout<<"dcache.f()\t-> icache is "<<icache.g()<<endl;
    cout<<"\t\t-> dcache is "<<dcache.g()<<endl;
    return 0;
}

Answer 5

也许有些事情让我无法接受......但

...全局变量在线程之间共享，而不是进程......

这意味着在你的情况下，你可以让同一个C程序的两个进程工作，并且它们不会干扰另一个进程，除非它们以某种方式与进程共享内存一起工作。

...如果您需要在同一进程中运行的两个C代码实例......

然后你被搞砸了。

TLS，也许？

您可以在单独的线程中启动它们，并将全局变量声明为Thread-Local-Storage变量。例如，在Visual C ++上，代码如下：

int myGlobalVariable = 42 ;                 // Global variable
__declspec(thread) int myTLSVariable = 42 ; // Thread local variable

每个线程都有自己的变量版本。这样，在线程结束时，您可以将内容复制到其他位置。

重写代码......

您无需为此添加C ++图层。您可以保留C代码，并在结构中声明所有全局变量：

/* C global variable */
int iMyGlobalVariable = 42 ;
const char * strMyGlobalString = NULL ;
short iMyShortData = 7 ;

/* C struct */
typedef struct MyStruct
{
   int iMyGlobalVariable ;
   const char * strMyGlobalString ;
   short iMyShortData ;
}
MyStruct ;

然后修改函数的原型以接受指向此结构的指针作为第一个参数，然后修改结构成员而不是修改全局变量：

/* old function */
int foo(char *p)
{
   /* fudge with the global variables */
   iMyShortData = 55 ;

   /* etc. */
   fooAgain("Hello World", 42) ;
}

成为：

/* new function */
int foo(MyStruct * s, char *p)
{
   /* fudge with the struct variables */
   s->iMyShortData = 55 ;

   /* etc. */
   fooAgain(s, "Hello World", 42) ;
}

然后，在main中，不是调用第一个函数，而是通过给它指向正确结构的指针来调用它。而不是：

int main(int argc, char * argv[])
{
   bar(42, 55) ;
}

你写道：

int main(int argc, char * argv[])
{
   MyStruct A = { /* initialize A's members if needed */ }  ;
   MyStruct B = { /* initialize B's members if needed */ }  ;

   bar(&A, 42, 55) ;
   bar(&B, 42, 55) ;

   return 0 ;
}

在上面的例子中，这两个被一个接一个地调用，但你可以改为启动线程。

保存全局状态？

如果您的代码是单线程的，您可以交错第一个实例的调用，并通过保存/重置全局状态来调用第二个实例。让我们使用上面相同的结构：

/* C global variable */
int iMyGlobalVariable = 42 ;
short iMyShortData = 7 ;

void saveState(MyStruct * s)
{
   s->iMyGlobalVariable = iMyGlobalVariable ;
   s->iMyShortData = iMyShortData ;
}

void resetState(const MyStruct * s)
{
   iMyGlobalVariable = s->iMyGlobalVariable ;
   iMyShortData = s->iMyShortData ;
}

然后，在需要时调用保存和重置功能：

int main(int argc, char * argv[])
{
   MyStruct A = { /* initialize A's members if needed */ }  ;
   MyStruct B = { /* initialize B's members if needed */ }  ;

   resetState(&A) ; /* now, we work on A */
   bar(42, 55) ;
   saveState(&A) ;  /* we save the progress on A */

   resetState(&B) ; /* now, we work on B */
   bar(42, 55) ;
   saveState(&B) ;  /* we save the progress on B */

   resetState(&A) ; /* now, we work on A */
   foo("Hello World", 3.14159) ;
   saveState(&A) ;  /* we save the progress on A */

   resetState(&B) ; /* now, we work on B */
   foo("Hello World", 3.14159) ;
   saveState(&B) ;  /* we save the progress on B */

   /* etc. */
   return 0 ;
}

这可以由C ++代码包装，以自动包装resetState / saveState函数。例如：

struct MyWrapper
{
    void foo(const char * p, double d)
    {
       resetState(&m_s) ;
       foo(p, d) ;
       saveState(&m_s) ;
    }

    void bar(int i, short i2)
    {
       resetState(&m_s) ;
       bar(i, i2) ;
       saveState(&m_s) ;
    }

    MyStruct m_s ;
} ;

您可以将其重新编写为：

int main(int argc, char * argv[])
{
   MyWrapper A ;
   MyWrapper B ;

   A.bar(42, 55) ;
   B.bar(42, 55) ;

   A.foo("Hello World", 3.14159) ;
   B.foo("Hello World", 3.14159) ;

   // etc.

   return 0 ;
}

看起来比C版好多了。不过，MyWrapper并不是线程安全的......

结论

第一个解决方案（TLS）是quick'n'dirty解决方案，而第二个解决方案是重构代码以正确编写它（有很好的理由全局变量不受欢迎，显然，你偶然发现其中一个），第三个是“hack”，使你可以交错这两个电话。

在所有这三个解决方案中，如果仍然需要，只有第二个解决方案可以很容易地将这些代码包装在健壮的，线程安全的C ++类中。

C库的C ++包装器

5 个答案:

...全局变量在线程之间共享，而不是进程......

...如果您需要在同一进程中运行的两个C代码实例......

TLS，也许？

重写代码......

保存全局状态？

结论