如何使用 C++ 函数指针作为 C 函数的参数 Pointer/Callback

Question

我知道 C++ lambda 或 C 函数指针，但我不知道如何将它们混合在一起。我已经找到 Mixing C++ instance methods with C callback functions ，但它不符合我的需要。

我有一个 C++ class 包含 C 头文件，如下所示：

extern "C" {
#include <jack/jack.h>
#include <jack/types.h`enter code here`>
#include <jack/ringbuffer.h>
#include <jack/midiport.h>
}
#include <QDialog>
#include <QFile>
#include <QString>
#include "Cliente.h"

class FormQStudio : public QDialog
{
     Q_OBJECT

public:
    explicit FormQStudio(QWidget *parent = nullptr);
    ~FormQStudio();

    void playMIDIFile(QString file) noexcept(false);

    int theCallback(jack_nframes_t nframes, void *arg);
};

C 头文件定义了一些类型：

typedef uint32_t         jack_nframes_t;
typedef int  (*JackProcessCallback)(jack_nframes_t nframes, void *arg);

int jack_set_process_callback (jack_client_t *client,
                   JackProcessCallback process_callback,
                   void *arg) JACK_OPTIONAL_WEAK_EXPORT;

我的 C++ class 的实现需要将 theCallback(jack_nframes_t nframes, void *arg) 作为参数传递给 C 函数 jack_set_process_callback。但是我不知道怎么做。

#include "FormQStudio.h"
FormQStudio::FormQStudio(QWidget *parent) :
    QDialog(parent),
    ui(new Ui::FormQStudio)
{
    ui->setupUi(this);
}

void FormQStudio::playMIDIFile(QString file) noexcept(false){
    smf_t *smf = smf_load(file.toUtf8());
    smf_event_t *event;

    Cliente *c = new Cliente("QStudio");
    c->inicializarCliente( 
       /* HOW TO REFERENCE this->processJackCallback as a parameter? */
   );

}
};

class"Cliente"是这样的：

extern "C" {
#include <jack/jack.h>
#include <jack/types.h>
#include <jack/ringbuffer.h>
#include <jack/midiport.h>
}

#include <QString>
#include <QMap>

#include "ClientePorta.h"
#include "QStageException.h"

class Cliente
{
public:
    Cliente(QString clientName);

    struct MidiMessage {
        jack_nframes_t  time;
        int     len;    /* Length of MIDI message, in bytes. */
        unsigned char   data[3];
    };


    jack_client_t *getClient();

    void conectar(QString portaOrigem, QString clienteDestino, QString portaDestino) noexcept(false);



    void inicializarCliente(JackProcessCallback callback) noexcept(false);

    void addClientePorta(ClientePorta * cp);

    ClientePorta* getClientePorta(QString nomePorta);

    void sendMIDI(QString outputPortName, jack_nframes_t nframes ) noexcept(false);

private:
    QString clientName;
    QString inputPortName;
    QString outputPortName;
    QMap<QString,ClientePorta*> portas;
    jack_client_t   *jackClient = NULL;

};

Cliente.cpp是：

#include "Cliente.h"
#include <QDebug>

Cliente::Cliente(QString clientName)
{
    this->clientName = clientName;
}

void Cliente::inicializarCliente(JackProcessCallback callback) noexcept(false){
    jackClient = jack_client_open(clientName.toUtf8().data(), JackNoStartServer, NULL);

    int err = jack_set_process_callback(jackClient, callback , this);
}
};

我省略了实施的其余部分，因为它不相关。我也不是在问 lib jack。重点是如何将 C++ 函数作为参数传递给 C 回调，如上所示。

Answer 1

注意 jack_set_process_callback() 的最后一个参数是 void *，它会传递给回调函数。

这是 C 库的常见设计模式，使它们可用于 C++。

您要做的是将您希望调用其方法的对象的 this 作为回调传递给 void *，回调指针指向 extern "C"使用 void * 的链接包装函数，然后 reinterpret_cast 将其返回到 class 实例指针，然后调用其方法，例如：

extern "C" {

int fwd_callback(jack_nframes_t nframes, void *arg)
{
    FormQStudio *p=reintrerpret_cast<FormQStudio *>(arg);

    return p->theCallback(nframes);
}

};

// ...

FormQStudio *some_object;

// ...

jack_set_process_callback(client, fwd_callback, reinterpret_cast<void *>(some_object));

当然，当回调被调用时，您有责任确保 some_object 仍然存在并且是一个有效的对象。

Answer 2

FormQStudio::theCallback 不是函数。它是一个 non-static 成员函数，这意味着它只能通过类型为 FormQStudio 的对象调用，指向该对象的指针作为 this 传递给函数。

C 对 C++ classes 或 class 成员一无所知。所以它不能调用这样的函数。

此外，应用于 FormQStudio::theCallback 的 & 运算符会生成 "pointer-to-member-function" (PMF)，这与指向函数的指针完全不同。（这可能就是您看到编译器错误的原因，尽管很难确切地知道您从问题中的代码示例中尝试了什么。）因此，即使 C++ 程序也不能将其用作 stand-alone 回调，尽管它们可以使用 .*/->* 语法通过提供的 class 实例对象 reference/pointer 调用它。（注意：现在最好使用 std::invoke 而不是相当晦涩的运算符。）

如果发现 FormQStudio::theCallback 实际上根本没有使用 this，那么将其设为 static。然后你可以获取它的地址并将其用作函数指针。（虽然我认为不能保证 C 和 C++ 函数具有相同的调用约定，所以可以想象，将它传递给 C 函数并期待回调时仍然会遇到问题。）

如何使用 C++ 函数指针作为 C 函数的参数 Pointer/Callback

How to use C++ Function Pointer as Parameter to a C Funcion Pointer/Callback

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