[簡(jiǎn)介][]

<h2>目錄</h2>
<ul>
<li><a href="#orgheadline19">1. 關(guān)于 <code>C++</code> 中的 extern "C"</a>
<ul>
<li><a href="#orgheadline1">1.1. 簡(jiǎn)介</a></li>
<li><a href="#orgheadline4">1.2. 問(wèn)題的引出</a>
<ul>
<li><a href="#orgheadline2">1.2.1. 某企業(yè)曾經(jīng)給出如下的一道面試題</a></li>
<li><a href="#orgheadline3">1.2.2. 問(wèn)題分析</a></li>
</ul>
</li>
<li><a href="#orgheadline10">1.3. 關(guān)于 extern "C"</a>
<ul>
<li><a href="#orgheadline5">1.3.1. 被 extern "C" 限定的函數(shù)或變量是 <code>extern</code> 類型的。</a></li>
<li><a href="#orgheadline9">1.3.2. 被 extern "C" 修飾的變量和函數(shù)是按照 <code>C</code> 語(yǔ)言方式編譯和連接的。</a>
<ul>
<li><a href="#orgheadline6">1.3.2.1. 首先看看 <code>C++</code> 中，在未加 extern "C" 聲明時(shí)，對(duì)類似 <code>C</code> 的函數(shù)是怎樣編譯的。</a></li>
<li><a href="#orgheadline7">1.3.2.2. 其次，看看在未加 extern "C" 聲明時(shí)，是如何連接的。</a></li>
<li><a href="#orgheadline8">1.3.2.3. 再者，看看加 extern "C" 聲明后的編譯和連接方式</a></li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
<li><a href="#orgheadline14">1.4. 用法舉例</a>
<ul>
<li><a href="#orgheadline11">1.4.1. <code>C++</code> 引用 <code>C</code> 函數(shù)的具體例子</a></li>
<li><a href="#orgheadline12">1.4.2. <code>C</code> 引用 <code>C++</code> 函數(shù)的具體例子</a></li>
<li><a href="#orgheadline13">1.4.3. 對(duì) <code>__BEGIN_DECLS</code> 和 <code>__END_DECLS</code> 的理解</a></li>
</ul>
</li>
<li><a href="#orgheadline18">1.5. 總結(jié)</a>
<ul>
<li><a href="#orgheadline15">1.5.1. extern "C" 只是 <code>C++</code> 的關(guān)鍵字，不是 <code>C</code> 的</a></li>
<li><a href="#orgheadline16">1.5.2. 被 extern "C" 修飾的目標(biāo)一般是對(duì)一個(gè)C或者 <code>C++</code> 函數(shù)的聲明</a></li>
<li><a href="#orgheadline17">1.5.3. extern "C" 這個(gè)關(guān)鍵字聲明的真實(shí)目的，就是實(shí)現(xiàn) <code>C++</code> 與C及其它語(yǔ)言的混合編程</a></li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
</ul>

關(guān)于 `C++` 中的 extern "C"<a id="orgheadline19"></a>

簡(jiǎn)介 {#orgheadline1}

C++ 語(yǔ)言的創(chuàng)建初衷是 "a better C"，但是這并不意味著 C++ 中類似 C 語(yǔ)言的全局變量和函數(shù)所采用的編譯和連接方式與 C 語(yǔ)言完全相同。作為一種欲與 C 兼容的語(yǔ)言， C++ 保留了一部分過(guò)程式語(yǔ)言的特點(diǎn)（被世人稱為"不徹底地面向?qū)ο?），因而它可以定義不屬于任何類的全局變量和函數(shù)。但是， C++ 畢竟是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，為了支持函數(shù)的重載， C++ 對(duì)全局函數(shù)的處理方式與 C 有明顯的不同。

本文將介紹 C++ 中如何通過(guò) extern "C" 關(guān)鍵字支持 C 語(yǔ)言。

{#問(wèn)題的引出}<a id="orgheadline4"></a>

某企業(yè)曾經(jīng)給出如下的一道面試題<a id="orgheadline2"></a>

為什么標(biāo)準(zhǔn)頭文件都有類似以下的結(jié)構(gòu)？

//incvxworks.h
#ifndef __INCvxWorksh
#define __INCvxWorksh

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

    /*...*/

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif /* __INCvxWorksh */

問(wèn)題分析<a id="orgheadline3"></a>

對(duì)于上面問(wèn)題，顯然，頭文件中的編譯宏 #ifndef __INCvxWorksh 、 #define __INCvxWorksh 、 #endif 的作用是防止該頭文件被重復(fù)引用。

那么，

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
和
#ifdef __cplusplus
}
#endif

的作用又是什么呢？我們將在后面對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

關(guān)于 extern "C"<a id="orgheadline10"></a>

前面的題目中的 __cplusplus 宏，是用來(lái)識(shí)別編譯器的，也就是說(shuō)，將當(dāng)前代碼編譯的時(shí)候，是否將代碼作為 C++ 進(jìn)行編譯。如果是，則定義了 __cplusplus 宏。更多內(nèi)容，這里就不詳細(xì)說(shuō)明了。

而題目中的 extern "C" 包含雙重含義，從字面上即可得到：首先，被它修飾的目標(biāo)是 extern 的；其次，被它修飾的目標(biāo)是 C 的。

具體如下：

被 extern "C" 限定的函數(shù)或變量是 `extern` 類型的。<a id="orgheadline5"></a>

extern 是 C/C++ 語(yǔ)言中表明函數(shù)和全局變量作用范圍（可見(jiàn)性）的關(guān)鍵字，該關(guān)鍵字告訴編譯器，其聲明的函數(shù)和變量可以在本模塊或其它模塊中使用。

注意，語(yǔ)句 extern int a; 僅僅是對(duì)變量的聲明，其并不是在定義變量 a ，聲明變量并未為 a 分配內(nèi)存空間。定義語(yǔ)句形式為 int a; ，變量 a 在所有模塊中作為一種全局變量只能被定義一次，否則會(huì)出現(xiàn)連接錯(cuò)誤。

在引用全局變量和函數(shù)之前，必須要有這個(gè)變量或者函數(shù)的聲明（或者定義）。通常，在模塊的頭文件中對(duì)本模塊提供給其它模塊引用的函數(shù)和全局變量以關(guān)鍵字 extern 聲明。例如，如果模塊 B 欲引用該模塊 A 中定義的全局變量和函數(shù)時(shí)只需包含模塊 A 的頭文件即可。這樣，模塊B中調(diào)用模塊 A 中的函數(shù)時(shí)，在編譯階段，模塊 B 雖然找不到該函數(shù)，但是并不會(huì)報(bào)錯(cuò)；它會(huì)在連接階段中從模塊 A 編譯生成的目標(biāo)代碼中找到此函數(shù)。

與 extern 對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵字是 static ，被它修飾的全局變量和函數(shù)只能在本模塊中使用。因此，一個(gè)函數(shù)或變量只可能被本模塊使用時(shí)，其不可能被 extern "C" 修飾。

被 extern "C" 修飾的變量和函數(shù)是按照 `C` 語(yǔ)言方式編譯和連接的。<a id="orgheadline9"></a>

首先看看 `C++` 中，在未加 extern "C" 聲明時(shí)，對(duì)類似 `C` 的函數(shù)是怎樣編譯的。<a id="orgheadline6"></a>

作為一種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言， C++ 支持函數(shù)重載，而過(guò)程式語(yǔ)言 C 則不支持。所以，函數(shù)被 C++ 編譯后在符號(hào)庫(kù)中的名字與 C 語(yǔ)言的有所不同。例如，假設(shè)某個(gè)函數(shù)的原型為：

void foo( int x, int y );

該函數(shù)被 C 編譯器編譯后在符號(hào)庫(kù)中的名字為 _foo ，而 C++ 編譯器則會(huì)產(chǎn)生像 _foo_int_int 之類的名字（不同的編譯器可能生成的名字不同，但是都采用了相同的機(jī)制，生成的新名字稱為 mangled name ）。 _foo_int_int 這樣的名字包含了函數(shù)名、函數(shù)參數(shù)數(shù)量及類型信息， C++ 就是靠這種機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)函數(shù)重載的。例如，在 C++ 中，函數(shù) void foo( int x, int y ) 與 void foo( int x, float y ) 編譯生成的符號(hào)是不相同的，后者為 _foo_int_float 。

同樣地， C++ 中的變量除支持局部變量外，還支持類成員變量和全局變量。用戶所編寫(xiě)程序的類成員變量可能與全局變量同名，我們以 . 來(lái)區(qū)分。而本質(zhì)上，編譯器在進(jìn)行編譯時(shí)，與函數(shù)的處理相似，也為類中的變量取了一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的名字，這個(gè)名字與用戶程序中同名的全局變量名字不同。

其次，看看在未加 extern "C" 聲明時(shí)，是如何連接的。<a id="orgheadline7"></a>

假設(shè)在 C++ 中，模塊 A 的頭文件如下：

//模塊A頭文件　moduleA.h
#ifndef MODULE_A_H
#define MODULE_A_H
int foo( int x, int y );
#endif

在模塊 B 中引用該函數(shù)：

// 模塊B實(shí)現(xiàn)文件　moduleB.cpp
#include "moduleA.h"
foo(2,3);

實(shí)際上，在連接階段，連接器會(huì)從模塊 A 生成的目標(biāo)文件 moduleA.obj 中尋找 _foo_int_int 這樣的符號(hào)！

對(duì)于上面例子，如果 B 模塊是 C 程序，而A模塊是 C++ 庫(kù)頭文件的話，會(huì)導(dǎo)致鏈接錯(cuò)誤；同理，如果B模塊是 C++ 程序，而A模塊是C庫(kù)的頭文件也會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。

再者，看看加 extern "C" 聲明后的編譯和連接方式<a id="orgheadline8"></a>

加 extern "C" 聲明后，模塊 A 的頭文件變?yōu)椋?/p>

// 模塊A頭文件　moduleA.h
#ifndef MODULE_A_H
#define MODULE_A_H
extern "C" int foo( int x, int y );
#endif

在模塊 B 的實(shí)現(xiàn)文件中仍然調(diào)用 foo( 2,3 ) ，其結(jié)果，將會(huì)是 C 語(yǔ)言的編譯連接方式：模塊 A 編譯生成 foo 的目標(biāo)代碼時(shí)，沒(méi)有對(duì)其名字進(jìn)行特殊處理，采用了 C 語(yǔ)言的方式；連接器在為模塊 B 的目標(biāo)代碼尋找 foo(2,3) 調(diào)用時(shí)，尋找的是未經(jīng)修改的符號(hào)名 _foo 。

如果在模塊 A 中函數(shù)聲明了 foo 為 extern "C" 類型，而模塊 B 中包含的是 extern int foo( int x, int y ) ，則模塊 B 找不到模塊 A 中的函數(shù)(因?yàn)檫@樣的聲明沒(méi)有使用 extern "C" 指明采用C語(yǔ)言的編譯鏈接方式)；反之亦然。

所以，綜上可知， extern "C" 這個(gè)聲明的真實(shí)目的，就是實(shí)現(xiàn) C++ 與 C 及其它語(yǔ)言的混合編程。

用法舉例<a id="orgheadline14"></a>

`C++` 引用 `C` 函數(shù)的具體例子<a id="orgheadline11"></a>

在 C++ 中引用 C 語(yǔ)言中的函數(shù)和變量，在包含 C 語(yǔ)言頭文件（假設(shè)為 cExample.h ）時(shí)，需進(jìn)行下列處理：

extern "C"
{
    #include "cExample.h"
}

因?yàn)椋?C 庫(kù)的編譯當(dāng)然是用 C 的方式生成的，其庫(kù)中的函數(shù)標(biāo)號(hào)一般也是類似前面所說(shuō)的 _foo 之類的形式，沒(méi)有任何參數(shù)信息，所以當(dāng)然在 C++ 中，要指定使用 extern "C" ，進(jìn)行 C 方式的聲明（如果不指定，那么 C++ 中的默認(rèn)聲明方式當(dāng)然是 C++ 方式的，也就是編譯器會(huì)產(chǎn)生 _foo_int_int 之類包含參數(shù)信息的、 C++ 形式的函數(shù)標(biāo)號(hào)，這樣的函數(shù)標(biāo)號(hào)在已經(jīng)編譯好了的、可以直接引用的 C 庫(kù)中當(dāng)然沒(méi)有）。通過(guò)頭文件對(duì)函數(shù)進(jìn)行聲明，再包含頭文件，就能引用到頭文件中聲明的函數(shù)(因?yàn)楹瘮?shù)的實(shí)現(xiàn)在庫(kù)中呢，所以只聲明，然后鏈接就能用了)。

而在 C 語(yǔ)言中，對(duì)其外部函數(shù)只能指定為 extern 類型，因?yàn)?C 語(yǔ)言中不支持 extern "C" 聲明，在 .c 文件中包含了 extern "C" 時(shí)，當(dāng)然會(huì)出現(xiàn)編譯語(yǔ)法錯(cuò)誤。

下面是一個(gè)具體代碼：

/* c語(yǔ)言頭文件：cExample.h */
#ifndef C_EXAMPLE_H
#define C_EXAMPLE_H
extern int add(int x,int y);
#endif

/* c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)文件：cExample.c */
#include "cExample.h"
int add( int x, int y )
{
    return x + y;
}

// c++實(shí)現(xiàn)文件，調(diào)用add：cppFile.cpp
extern "C"
{
    #include "cExample.h"
}
int main(int argc, char* argv[])
{
    add(2,3);
    return 0;
}

可見(jiàn)，如果 C++ 調(diào)用一個(gè) C 語(yǔ)言編寫(xiě)的 .DLL 時(shí)，在包含 .DLL 的頭文件或聲明接口函數(shù)時(shí)，應(yīng)加 extern "C" {　} 。這個(gè)時(shí)候，其實(shí) extern "C" 是在告訴 C++ ，鏈接 C 庫(kù)的時(shí)候，采用 C 的方式進(jìn)行鏈接（即尋找類似 _foo 的沒(méi)有參數(shù)信息的標(biāo)號(hào)，而不是默認(rèn)的 _foo_int_int 這樣包含了參數(shù)信息的 C++ 標(biāo)號(hào)了）。

`C` 引用 `C++` 函數(shù)的具體例子<a id="orgheadline12"></a>

在C中引用 C++ 語(yǔ)言中的函數(shù)和變量時(shí)， C++ 的頭文件需添加 extern "C" ，但是在 C 語(yǔ)言中不能直接引用聲明了 extern "C" 的該頭文件(因?yàn)镃語(yǔ)言不支持 extern "C" 關(guān)鍵字，所以會(huì)報(bào)編譯錯(cuò)誤)，應(yīng)該僅在 C 文件中用 extern 聲明 C++ 中定義的 extern "C" 函數(shù)(就是 C++ 中用 extern "C" 聲明的函數(shù)，在 C 中用 extern 來(lái)聲明一下，這樣 C 就能引用 C++ 的函數(shù)了，但是 C 中是不用用 extern "C" 的)。

下面是一個(gè)具體代碼：

//C++頭文件 cppExample.h
#ifndef CPP_EXAMPLE_H
#define CPP_EXAMPLE_H
extern "C" int add( int x, int y );
#endif

//C++實(shí)現(xiàn)文件 cppExample.cpp
#include "cppExample.h"
int add( int x, int y )
{
    return x + y;
}

/* C實(shí)現(xiàn)文件 cFile.c
/* 這樣會(huì)編譯出錯(cuò)：#include "cExample.h" */
extern int add( int x, int y );

int main( int argc, char* argv[] )
{
    add( 2, 3 );   
    return 0;
}

上面例子， C 實(shí)現(xiàn)文件 cFile.c 不能直接用 #include "cExample.h"= 因?yàn)?=C 語(yǔ)言不支持 extern "C" 關(guān)鍵字。這個(gè)時(shí)候，而在 cppExample.h 中使用 extern "C" 修飾的目的是為了讓 C++ 編譯時(shí)候能夠生成 C 形式的符號(hào)(類似 _foo 不含參數(shù)的形式)，然后將其添加到對(duì)應(yīng)的 C++ 實(shí)現(xiàn)庫(kù)中，以便被 C 程序鏈接到。

對(duì) `__BEGIN_DECLS` 和 `__END_DECLS` 的理解<a id="orgheadline13"></a>

在 C 語(yǔ)言代碼中頭文件中，經(jīng)?？吹匠涑庵旅娴拇a片段：

1. __BEGIN_DECLS
2. .....
3. .....
4. __END_DECLS

其實(shí)，這些宏一般都是在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)頭文件中定義好了的，例如我當(dāng)前機(jī)器的 sys/cdefs.h 中大致定義如下：

1. #if defined(__cplusplus)
2.        #define __BEGIN_DECLS extern "C" {
3.        #define __END_DECLS }
4.        #else
5.        #define __BEGIN_DECLS
6.        #define __END_DECLS
7. #endif

這目的當(dāng)然是擴(kuò)充 C 語(yǔ)言在編譯的時(shí)候，按照 C++ 編譯器進(jìn)行統(tǒng)一處理，使得 C++ 代碼能夠調(diào)用 C 編譯生成的中間代碼。
由于 C 語(yǔ)言的頭文件可能被不同類型的編譯器讀取，因此寫(xiě) C 語(yǔ)言的頭文件必須慎重。

總結(jié)<a id="orgheadline18"></a>

extern "C" 只是 `C++` 的關(guān)鍵字，不是 `C` 的<a id="orgheadline15"></a>

所以，如果在 C 程序中引入了 extern "C" 會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤。

被 extern "C" 修飾的目標(biāo)一般是對(duì)一個(gè)C或者 `C++` 函數(shù)的聲明<a id="orgheadline16"></a>

從源碼上看 extern "C" 一般對(duì)頭文件中函數(shù)聲明進(jìn)行修飾。無(wú)論 C 程序中的還是 cpp 中的頭文件，其函數(shù)聲明的形式都是一樣的（因?yàn)閮烧哒Z(yǔ)法基本一樣），對(duì)應(yīng)聲明的實(shí)現(xiàn)卻可能由于相應(yīng)的程序特性而不同了( C 庫(kù)和 C++ 庫(kù)里面當(dāng)然會(huì)不同)。

extern "C" 這個(gè)關(guān)鍵字聲明的真實(shí)目的，就是實(shí)現(xiàn) `C++` 與C及其它語(yǔ)言的混合編程<a id="orgheadline17"></a>

一旦被 extern "C" 修飾之后，它便以 C 的方式工作，可以實(shí)現(xiàn)在 C 中引用 C++ 庫(kù)的函數(shù)，也可以 C++ 中引用 C 庫(kù)的函數(shù)。

以上，是對(duì) extern "C" 這個(gè)關(guān)鍵字的理解和總結(jié)，如果具體問(wèn)題想要討論或者發(fā)現(xiàn)有何遺漏之處，可以與我聯(lián)系。謝謝！

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關(guān)于 C++ 中的 extern "C"