1. 前言：為什么需要讓 C 調(diào)用 Rust？

C 和 Rust 都是高性能語言，Rust 提供了內(nèi)存安全的優(yōu)勢(shì)，但某些系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用可能已經(jīng)使用 C 或 C++ 編寫，并且它們的代碼庫非常龐大，不能輕易重寫。為了在現(xiàn)有的 C 系統(tǒng)中利用 Rust 的優(yōu)勢(shì)，我們需要能夠?qū)?Rust 函數(shù)暴露給 C 代碼調(diào)用。

2. Rust 和 C 的互操作：基本概念介紹

FFI（Foreign Function Interface）

FFI 是一種機(jī)制，允許不同編程語言之間互相調(diào)用函數(shù)。在 C 中調(diào)用 Rust 代碼，或者反過來，都是通過 FFI 實(shí)現(xiàn)的。在 Rust 中，使用 extern "C" 語法來聲明外部 C 函數(shù)，C 調(diào)用 Rust 函數(shù)，Rust 會(huì)將其定義為 extern "C" 函數(shù)。

extern 關(guān)鍵字

extern 是 Rust 中用于聲明外部函數(shù)接口的關(guān)鍵字。它表示函數(shù)的實(shí)現(xiàn)是在外部的（在 C/C++ 中定義），Rust 編譯器不能直接看到它的實(shí)現(xiàn)，所以通過 extern "C" 來告知編譯器，這些函數(shù)在 C 語言環(huán)境中存在。

extern "C" {
    pub fn add(a: i32, b: i32) -> i32;
}

3. 如何暴露 Rust 函數(shù)給 C 調(diào)用：完整的示例

C 代碼定義

首先，假設(shè)我們有以下 C 函數(shù)，用來計(jì)算兩個(gè)整數(shù)的和：

// C 代碼：add.c
#include <stdio.h>

// 聲明一個(gè)外部函數(shù)
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 C 函數(shù)，我們將把它暴露給 Rust 調(diào)用。

Rust 函數(shù)暴露接口

為了讓 C 能調(diào)用 Rust 函數(shù)，我們需要在 Rust 中聲明一個(gè)接口。通過 extern "C"，我們聲明 Rust 函數(shù)供 C 使用。這樣，我們就為 C 提供了一個(gè)“入口點(diǎn)”來調(diào)用 Rust 函數(shù)。

// Rust 代碼：main.rs
#[no_mangle] // 防止 Rust 編譯器修改函數(shù)名稱
pub extern "C" fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}

在上面的代碼中：

• #[no_mangle] 告訴 Rust 編譯器不要修改這個(gè)函數(shù)的名稱，因?yàn)?C 編譯器可能會(huì)使用該名稱進(jìn)行調(diào)用。
• extern "C" 表明這是一個(gè)可以被 C 調(diào)用的函數(shù)。
• pub 關(guān)鍵字使得 Rust 中的 add 函數(shù)對(duì)外部可見。

連接 C 與 Rust

接下來，我們需要鏈接 C 代碼和 Rust 代碼。Rust 可以通過 Cargo.toml 配置來鏈接 C 編譯器生成的目標(biāo)文件。

在 C 代碼中聲明我們要調(diào)用的 Rust 函數(shù)：

// C 代碼：使用 Rust 中的 add 函數(shù)
extern int add(int a, int b);  // 聲明 Rust 的 add 函數(shù)

int main() {
    int result = add(2, 3);  // 調(diào)用 Rust 函數(shù)
    printf("Result: %d\n", result);
    return 0;
}

使用 gcc 或 clang 來編譯和鏈接 C 代碼與 Rust 代碼。確保你正確地鏈接了 Rust 生成的庫。

4. 詳細(xì)步驟：如何讓 C 調(diào)用 Rust 函數(shù)

步驟 1：定義 C 函數(shù)

C 函數(shù)本身的定義就像我們?cè)谇懊嫠故镜哪菢樱?fù)責(zé)做一些計(jì)算，返回一個(gè)結(jié)果。

步驟 2：通過 extern "C" 聲明 Rust 函數(shù)

Rust 函數(shù)需要用 extern "C" 來聲明，并通過 #[no_mangle] 來避免名稱變更。這樣 C 代碼就可以調(diào)用它。

步驟 3：創(chuàng)建 C 的頭文件（如果需要）

如果你需要使用頭文件來定義接口，你可以在 C 中使用 extern 聲明 Rust 函數(shù)：

// C 頭文件：rust_functions.h
extern int add(int a, int b);

步驟 4：鏈接 Rust 代碼到 C 程序

我們需要在 C 項(xiàng)目的編譯過程中，鏈接到 Rust 編譯的輸出。比如使用 gcc 鏈接 C 和 Rust 生成的庫文件：

gcc main.c -L/path/to/rust/output -l rustlib -o main

這里的 -L 是指定庫的路徑，-l 是鏈接 Rust 庫。

步驟 5：編譯和運(yùn)行 C 程序調(diào)用 Rust 函數(shù)

最后，你就可以通過運(yùn)行 C 程序來調(diào)用 Rust 函數(shù)了。C 程序會(huì)調(diào)用 Rust 函數(shù)并打印出結(jié)果。

./main

輸出：

Result: 5

5. 示例代碼與講解

完整的示例代碼：

• C 代碼：定義 add 函數(shù)并調(diào)用 Rust 中的 add 函數(shù)。
• Rust 代碼：暴露 add 函數(shù)給 C 調(diào)用。

// Rust: main.rs
#[no_mangle]
pub extern "C" fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}

// C: main.c
#include <stdio.h>

extern int add(int a, int b);

int main() {
    int result = add(5, 10);
    printf("Result from Rust function: %d\n", result);
    return 0;
}

6. 總結(jié)

• extern "C" 關(guān)鍵字用來聲明外部 C 函數(shù)，允許 C 調(diào)用 Rust 函數(shù)。
• #[no_mangle] 確保函數(shù)名稱不被 Rust 編譯器更改，以便 C 可以通過原始名稱調(diào)用它。
• FFI（Foreign Function Interface） 使 Rust 和 C 代碼可以互相調(diào)用，而無需重寫整個(gè)代碼庫。

通過這些步驟，我們能夠清楚地在 C 中調(diào)用 Rust 函數(shù)，并且能理解 C 和 Rust 如何通過 FFI 建立聯(lián)系。

到此這篇關(guān)于C語言調(diào)用Rust的方法實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言調(diào)用Rust內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評(píng)論