Rust 调用 C++ 库lib dll：手把手教你做 “语言转接头”

Rust 调用 C++ 库：就像用苹果充电器给安卓手机充电

想象一下：你有个超好用的祖传工具箱（C++ 库），但你新买的螺丝刀（Rust 项目）接口不一样，插不进去。这时候你需要个转接头（C 语言接口）—— 这就是 Rust 调用 C++ 库的核心逻辑。今天咱们就手把手教你做这个 “转接头”，让新工具用上老宝贝！

为啥不能直接 “插”？C++ 的 “加密文件名” 坑

C++ 编译器有个怪癖：会给函数名 “加密”（专业叫 “名称修饰”）。列如你写个add(1,2)，编译器可能偷偷改成_Z3addii。但 Rust 是个老实人，它只认识 “明文” 函数名，看到加密后的直接懵圈：“这啥玩意儿？”

解决办法特简单：让 C++ 用 C 语言的 “明文规则” 导出函数 —— 就像给工具箱贴个 “通用接口” 标签，Rust 一看就懂。

案例 1：调用 C++ 的普通函数（借个计算器）

咱们先从简单的来：让 C++ 实现一个加法函数，Rust 来调用。

步骤 1：写 C++ 代码和 C 接口（做转接头）

新建math.cpp（C++ 实现）和math.h（C 接口）：

cpp

运行

// math.h
// 告知C++编译器：下面这段按C的规矩来（不加密函数名）
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

// C风格接口：Rust看得懂的“明文”函数
int add(int a, int b);
float multiply(float x, float y);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

cpp

运行

// math.cpp
#include "math.h"

// C++实现（内里随意浪，对外保持低调）
int add(int a, int b) {
    return a + b; // 简单到不像C++
}

float multiply(float x, float y) {
    return x * y; // 偷偷用C++的语法也没人管
}

步骤 2：把 C++ 编译成 “可共享的工具箱”（共享库）

在 Linux/macOS 上用 g++ 编译：

bash

# 生成位置无关代码（PIC），适合做共享库
g++ -c -fPIC math.cpp -o math.o
# 打包成libmath.so（Linux规矩：库名前加lib，后缀.so）
g++ -shared math.o -o libmath.so

Windows 上用 MSVC 编译成.dll（换汤不换药）：

cmd

cl /c /EHsc math.cpp
link /DLL math.obj /OUT:math.dll

步骤 3：写 Rust 代码 “用工具箱”（调用函数）

新建 Rust 项目：

bash

cargo new rust_call_cpp && cd rust_call_cpp

修改src/main.rs：

rust

// 声明要调用的C函数（告知Rust：有这两个函数，参数返回值啥样）
extern "C" {
    fn add(a: i32, b: i32) -> i32;
    fn multiply(x: f32, y: f32) -> f32;
}

fn main() {
    let a = 10;
    let b = 20;
    // 调用C++函数必须放unsafe块里（Rust：“这部分我管不了，你自己负责安全哈”）
    let sum = unsafe { add(a, b) };
    let product = unsafe { multiply(3.5, 4.0) };
    
    println!("{} + {} = {}", a, b, sum); // 10 + 20 = 30
    println!("3.5 × 4.0 = {}", product); // 3.5 × 4.0 = 14
}

步骤 4：让 Rust 找到 “工具箱”（编译运行）

告知 Rust 库在哪，然后运行：

bash

# -L . 表明在当前目录找库
cargo run -L .

成功啦！就像用转接头插上了旧工具箱，新螺丝刀终于能用了～

案例 2：调用 C++ 的类（借个带密码的箱子）

C++ 的类有构造函数、成员函数，就像带密码锁的箱子。咱们得给它做个 “钥匙接口”，让 Rust 能开、能用、能锁。

步骤 1：写 C++ 类和 C 包装接口

新建counter.h、counter.cpp：

cpp

运行

// counter.h
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

// 用结构体指针伪装C++类（Rust只需要知道“这是个箱子”，不用知道里面啥样）
typedef struct Counter Counter;

// C风格接口：创建（开锁）、使用（操作）、销毁（锁箱）
Counter* counter_create(int initial); // 构造函数包装
void counter_add(Counter* c, int num); // 成员函数包装
int counter_get(Counter* c); // 成员函数包装
void counter_destroy(Counter* c); // 析构函数包装（必须有！不然箱子丢了）

#ifdef __cplusplus
}

// C++类的真正实现（藏在接口后面）
class Counter {
private:
    int value;
public:
    Counter(int initial) : value(initial) {} // 构造：初始值
    void add(int num) { value += num; } // 加数字
    int get() const { return value; } // 取当前值
};

#endif

cpp

运行

// counter.cpp
#include "counter.h"

// 实现C接口（钥匙的具体用法）
extern "C" {
    Counter* counter_create(int initial) {
        return new Counter(initial); // 开锁：新建对象
    }

    void counter_add(Counter* c, int num) {
        if (c) c->add(num); // 操作：调用成员函数（先检查箱子没坏）
    }

    int counter_get(Counter* c) {
        return c ? c->get() : -1; // 取值：安全检查
    }

    void counter_destroy(Counter* c) {
        delete c; // 锁箱：销毁对象（必须还！不然丢了算你的）
    }
}

步骤 2：编译成共享库

bash

g++ -c -fPIC counter.cpp -o counter.o
g++ -shared counter.o -o libcounter.so

步骤 3：Rust 调用 C++ 类（用带密码的箱子）

修改src/main.rs：

rust

extern "C" {
    // 声明C接口函数（钥匙）
    fn counter_create(initial: i32) -> *mut Counter;
    fn counter_add(c: *mut Counter, num: i32);
    fn counter_get(c: *mut Counter) -> i32;
    fn counter_destroy(c: *mut Counter);
}

// 空结构体：给指针贴标签（告知Rust“这是Counter类型的箱子”）
struct Counter;

fn main() {
    // 创建计数器（开锁）
    let counter = unsafe { counter_create(100) };
    if counter.is_null() {
        eprintln!("箱子打不开！");
        return;
    }

    // 操作计数器（用箱子）
    unsafe {
        counter_add(counter, 50); // 加50
        counter_add(counter, 30); // 再加30
        println!("当前值：{}", counter_get(counter)); // 180
        counter_destroy(counter); // 锁箱子（必须做！不然内存泄漏）
    }
}