本文主要是介绍将OpenCV的代码从C++移植到C语言过程小记,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
目录
- 1、需求背景
- 2、移植成C语言
- 2.0 移除namespace特性
- 2.1 移除template特性
- 2.2 移除class特性
- 2.3 移除vector特性
- 2.4 移除std函数
- 2.5 移除引用传值
- 2.6 移除auto类型推导
- 2.7 C++中的关键词
- 2.8 其他语言差异
- 3、测试和杂项
- 3.1 C语言和C++编译兼容
- 3.2 GCC用C语言规则编译源文件
- 3.3 修改文件名后缀
- 4、最终代码
1、需求背景
最近有个项目要求将OpenCV的一个函数移植成由C语言编写,虽然我很不想干这件事情,但是毕竟是工作,还是得干。
本篇文章分享一下将C++代码移植成C语言的基本思路,和过程中遇到的问题。
2、移植成C语言
2.0 移除namespace特性
这个很简单,直接删。
2.1 移除template特性
C++的模板编程可以将多种类型的输入编译成分别对应的函数。
在C语言中,模板编程往往只会被解释成其中的一种。当然,如果被解释成多种,那就创建同样数量的类或函数就可以了。不同的类或函数可以增加不同的后缀以区分,例如 Point2f
表示 float 类型、Point2i
表示 int 类型。
C++代码:
template<typename _Tp> class Point_
{
public:_Tp x;_Tp y;Point_() : x(0), y(0) {}Point_(_Tp _x, _Tp _y) : x(_x), y(_y) {}Point_<_Tp> operator-(const Point_<_Tp>& other) {return Point_<_Tp>(x - other.x, y - other.y);}float cross(const Point_& other) const {return x * other.y - y * other.x;}
};typedef Point_<float> Point2f;
移除模板特性:
class Point2f
{
public:Point2f() = default;Point2f(float _x, float _y) : x(_x), y(_y) {}float x = 0.f;float y = 0.f;Point2f operator-(const Point2f& other) const {return Point2f(x - other.x, y - other.y);}float cross(const Point2f& other) const {return x * other.y - y * other.x;}
};
2.2 移除class特性
C++的class主要实现了类属性、内置方法、重载操作符,这3个特性。
类属性可以用 typedef
的结构体实现。并且这一步可以不用一步到位,可以在所有的类方法逐渐移植完毕之后,最后再做修改。
内置方法我改为同前缀的一个一个单独的函数,将自己的结构体传入又传出。
重载运算符我采用Python命名风格,例如对减号的操作符重载,实现为 Point_sub
这样的形式。
C++代码:
// 定义类属性、重载运算符、和类方法
class Point2f
{
public:Point2f() = default;Point2f(float _x, float _y) : x(_x), y(_y) {}float x = 0.f;float y = 0.f;Point2f operator-(const Point2f& other) const {return Point2f(x - other.x, y - other.y);}float cross(const Point2f& other) const {return x * other.y - y * other.x;}
};// 调用
Point2f p1, p2;
Point2f p3 = p2 - p1;
float result = p1.cross(p2);
移除class特性:
// 类变成结构体
typedef struct {float x, y;
} Point2f;// 重载运算符变成传参函数
Point2f Point2f_sub(const Point2f& self, const Point2f& other) {auto x = self.x, y = self.y;return Point2f{x - other.x, y - other.y};
}// 类方法变成传参函数
float Point2f_cross(const Point2f& self, const Point2f& other) {auto x = self.x, y = self.y;return x * other.y - y * other.x;
}// 调用
Point2f p1, p2;
Point2f p3 = Point2f_sub(p2, p1);
float result = Point2f_cross(p1, p2);
2.3 移除vector特性
vector 是动态数组,必然不可能重构成支持弹性数组的结构、同时还能支持 []
符号按下标取出元素。因为弹性数组必然导致内存重新分配,那么首地址就会改变。而C语言中 []
符号只是地址求值的语法糖,肯定会取出错误的结果。
完全等效的做法我可以实现一个 vector 结构体,里面包含数据长度(length)和数据区(data)两个属性。在 push_back 的时候实现内存重新分配,并对 length 和 data 重新赋值。在取元素的时候从 vector->data 位置取出数据,这样就可以实现内存重新分配也不会影响数据区的取值。
但是这样过于复杂,对源代码改动量也过大(求值部分需要依次增加 ->data
),我不如评估一个数组的最大长度,然后将数组首地址和数组长度的指针一起传入函数,在 vector 需要变化长度(例如 push_back)的时候,同步修改这个长度数据。
C++代码:
int foo(std::vector<Point2f> &points)
{if(!points.empty())points.resize(4);points.push_back(Point2f(xi, yi));int N = points.size();std::vector<float> distPt(N);float* pDist = distPt.data();
}// 调用
std::vector<Point2f> points;
foo(points);
printf("Size=%d\n", points.size());
移除vector依赖:
int foo(Point2f* points, int* points_size)
{if (points_size[0])points_size[0] = 4;points[points_size[0]++] = Point2f(xi, yi);int N = points_size[0];float distPt[N];float* pDist = distPt;
}// 调用
Point2f points[100]; // 申请足够大的空间
int points_size = 0;
foo(points, &points_size);
printf("Size=%d\n", points_size);
需要注意的是,*array_size++
和 array_size[0]++
的计算不等效,注意运算符的计算顺序。
另外,如果vector传入函数之后并未发生长度改变(例如没有 push_back),那么数据长度可以不用传入数字指针类型,直接传入数字本身也行。
2.4 移除std函数
需要注意 std::abs
对应的不是 abs
函数,而是 fabs
,否则返回值会成为整数。max
和 min
同理。
C++ | C |
---|---|
#include <iostream> | #include <stdio.h> |
std::cout << "Name: " << name << std::endl; | printf(“Name: %s\n”, name); |
std::cout << "Age: " << age << std::endl; | printf(“Age: %d\n”, age); |
#include <algorithm> | #include <math.h> |
std::abs | fabs |
std::min | fmin |
std::max | fmax |
std::ininf | ininf |
std::isnan | isnan |
std::swap | TYPE temp = a; a = b; b = temp; |
2.5 移除引用传值
C++为了减少拷贝、和提高语法的可读性,引入了 ¶meter
这样的引用传参形式。
在C语言中和传入 ¶meter
完全等效的写法,是传入指针,然后在函数内求地址。
但是如果传入的是 const ¶meter
类型,说明 ¶meter
在函数内没有被更改过,所以直接把 &
去掉就可以了(也许C++这么写的考虑是减少内存拷贝次数?我不太清楚)。
2.6 移除auto类型推导
C语言中的 auto
关键字表示的实际上是 int
,需要将C++中所有出现 auto
的地方替换为真正需要的类型。
至于怎么类型推导,那当然是人肉推导啦(笑)。
2.7 C++中的关键词
C++中比C语言多几个关键词,可以用宏定义来替代:
#define bool char
#define true 1
#define false 0
#define nullptr 0
2.8 其他语言差异
C++代码:
return Point2f(x, y);
移植为C语言:
Point2f result = {x, y};
return result; // 无法直接赋值返回
3、测试和杂项
3.1 C语言和C++编译兼容
要在C++中调用C语言编译文件中的程序,需要在头文件中增加一段:
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif// 函数原型定义
int foo(int arg1, float arg2, char* arg3);#ifdef __cplusplus
}
#endif
3.2 GCC用C语言规则编译源文件
使用 -x
参数可以指定按照特定语言规则编译某种文件,多次指定 -x
参数后则可混合规则编译:
g++ -xc source.cpp -xc++ test.cpp -o test.exe
此命令可将 source.cpp
文件依照C语言规则编译,test.cpp
依照C++规则编译,最后通过C++规则进行链接,生成为 test.exe
文件。
3.3 修改文件名后缀
将 .cpp
后缀的文件修改为 .c
后缀即可,可避免某些编译器只能通过文件名后缀识别代码语言。
4、最终代码
最终结果用约400行C语言代码完成。
代码仓库可见GitHub:
https://github.com/znsoooo/opencv-calc-rotated-iou
分步修改步骤可见提交记录:
https://github.com/znsoooo/opencv-calc-rotated-iou/commits/master
这篇关于将OpenCV的代码从C++移植到C语言过程小记的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!