c++如何与Rust交互 c++ cxx库使用教程【指南】

cxx 是目前最成熟、安全、零成本的 c++ 与 rust 交互方案，通过 #[cxx::bridge] 宏在编译期自动生成类型安全的跨语言绑定，支持 RaiI 内存管理、零运行时开销，并强制使用 UniquePtr 等安全类型替代裸指针。

用 C++ 和 Rust 交互，cxx 是目前最成熟、安全、零成本的方案。它不依赖 FFI 手写绑定，而是通过宏和代码生成，在编译期保证类型和生命周期安全，让两种语言像“同一语言”一样协作。

一、cxx 的核心机制：不是传统 FFI，而是跨语言 ABI 桥接

cxx 不是让你写 extern "C" 函数再手动管理内存——它用 #[cxx::bridge] 宏定义一个共享接口，自动生成 C++ 头文件、Rust 绑定代码和类型转换逻辑。所有跨语言调用都在编译时检查：C++ 类型 ↔ Rust 类型、所有权（如 UniquePtr / Box）、字符串（CxxString ↔ String）、向量（CxxVector ↔ Vec）全部自动适配，且无运行时开销。

• 你只写一次接口描述，cxx 同时产出 .h 和 .rs 文件
• Rust 中调用 C++ 函数？直接像调用本地函数一样，参数/返回值自动转换
• C++ 中调用 Rust 函数？包含生成的头文件，链接 rust crate 编译出的静态库即可
• 不支持裸指针、手动 new/delete 交叉传递；强制使用 UniquePtr、SharedRef 等 RAII 类型

二、快速上手：三步集成一个可运行示例

假设你想从 Rust 调用 C++ 的字符串处理函数（比如 base64 编码），同时让 C++ 能调用 Rust 的日志打印。

• 第 1 步：新建 Cargo 项目并添加依赖
  在 Cargo.toml 中加入：

  [dependencies]<br>cxx = "1.0"

  [build-dependencies]<br>cxx-build = "1.0"
• 第 2 步：编写 bridge 模块（lib.rs）
  用 #[cxx::bridge] 声明接口，例如：

  #[cxx::bridge]<br>mod ffi {<br>  extern "C" {<br>    type Base64Encoder;<br>    fn new_encoder() -> UniquePtr<Base64Encoder>;<br>    fn encode(&self, input: &CxxString) -> CxxString;<br>  }<br>  unsafe extern "C++" {<br>    include!("example.h");<br>    fn rust_log(msg: &CxxString);<br>  }<br>}
• 第 3 步：在 build.rs 中构建 C++ 源码
  调用 cxx_build::bridge("src/lib.rs")，并把 C++ 实现（如 encoder.cpp）加入编译。C++ 端需实现 Base64Encoder 类和 rust_log 的 C++ 声明（但定义由 Rust 提供）

三、关键注意事项与避坑点

cxx 强大但有明确边界，理解这些能避免编译失败或未定义行为：

Bertha.ai

一款专为WordPress打造的AI内容和图像创建工具

120

查看详情

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

• 类型必须显式声明：C++ 的 std::string 不能直接当参数，要用 CxxString；std::vector<int></int> 对应 CxxVector<i32></i32>
• 构造函数/析构函数需显式暴露：C++ 类若要被 Rust 拥有，必须在 extern "C" 块中声明 new_XXX() 和 drop_XXX()（或使用 UniquePtr 自动管理）
• 不支持模板、重载、异常穿越：C++ 函数名必须唯一，不能有多个同名函数；Rust 端 panic 不会传播到 C++，反之亦然
• 线程安全靠你自己：cxx 不加锁，如果 C++ 对象被多线程访问，需自行加 std::mutex 或用 Sync trait 标记 Rust 类型

四、替代方案对比（为什么推荐 cxx 而非其他）

对比常见方式：

• 纯 C FFI：灵活但易出错，需手写类型转换、内存管理、错误码映射，无法表达复杂结构（如继承、RAII）
• autocxx：基于 cxx，可自动绑定现有 C++ 库，适合接入大型 C++ 项目，但学习曲线略高、生成代码体积大
• bindgen + 手写封装：适合 C 风格库，对 C++ 支持弱（尤其模板、类成员函数）
• PyO3 / neon：仅限 python/js 生态，不解决 C++/Rust 直接互操作

cxx 在安全性、开发体验和性能之间取得了最佳平衡——它不试图“隐藏”语言差异，而是用编译器帮你守住底线。