extern "c"用法解析

引言

C++保留了一部分過程式語言的特點,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)計語言,為了支持函數(shù)的重載,C++對全局函數(shù)的處理方式與C有明顯的不同。
extern "C"的主要作用就是為了能夠正確實現(xiàn)C++代碼調(diào)用其他C語言代碼。加上extern "C"后,會指示編譯器這部分代碼按C語言的進行編譯,而不是C++的。由于C++支持函數(shù)重載,因此編譯器編譯函數(shù)的過程中會將函數(shù)的參數(shù)類型也加到編譯后的代碼中,而不僅僅是函數(shù)名;而C語言并不支持函數(shù)重載,因此編譯C語言代碼的函數(shù)時不會帶上函數(shù)的參數(shù)類型,一般之包括函數(shù)名。
比如說你用C 開發(fā)了一個DLL 庫,為了能夠讓C ++語言也能夠調(diào)用你的DLL輸出(Export)的函數(shù),你需要用extern "C"來強制編譯器不要修改你的函數(shù)名。

揭秘extern "C"

從標準頭文件說起

#ifndef __INCvxWorksh  /*防止該頭文件被重復(fù)引用*/
#define __INCvxWorksh

#ifdef __cplusplus    //__cplusplus是cpp中自定義的一個宏
extern "C" {          //告訴編譯器,這部分代碼按C語言的格式進行編譯,而不是C++的
#endif

    /**** some declaration or so *****/  

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif /* __INCvxWorksh */

extern "C"的含義

extern "C" 包含雙重含義,從字面上即可得到:首先,被它修飾的目標是“extern”的;其次,被它修飾的目標是“C”的。
被extern "C"限定的函數(shù)或變量是extern類型的;
1、extern關(guān)鍵字
extern是C/C++語言中表明函數(shù)和全局變量作用范圍(可見性)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。
通常,在模塊的頭文件中對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,在編譯階段,模塊B雖然找不到該函數(shù),但是并不會報錯;它會在鏈接階段中從模塊A編譯生成的目標代碼中找到此函數(shù)。
與extern對應(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,一個函數(shù)或變量只可能被本模塊使用時,其不可能被extern “C”修飾。

2、被extern "C"修飾的變量和函數(shù)是按照C語言方式編譯和鏈接的
首先看看C++中對類似C的函數(shù)是怎樣編譯的。
作為一種面向?qū)ο蟮恼Z言,C++支持函數(shù)重載,而過程式語言C則不支持。函數(shù)被C++編譯后在符號庫中的名字與C語言的不同。例如,假設(shè)某個函數(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庫中的名字為_foo,而C++編譯器則會產(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++就是靠這種機制來實現(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。用戶所編寫程序的類成員變量可能與全局變量同名,我們以"."來區(qū)分。而本質(zhì)上,編譯器在進行編譯時,與函數(shù)的處理相似,也為類中的變量取了一個獨一無二的名字,這個名字與用戶程序中同名的全局變量名字不同。

3、舉例說明
(1)未加extern "C"聲明時的連接方式
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實現(xiàn)文件 moduleB.cpp
#include "moduleA.h"
foo(2,3);

實際上,在連接階段,鏈接器會從模塊A生成的目標文件moduleA.obj中尋找_foo_int_int這樣的符號!

(2)加extern "C"聲明后的編譯和鏈接方式
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的實現(xiàn)文件中仍然調(diào)用foo( 2,3 ),其結(jié)果是:
<1>A編譯生成foo的目標代碼時,沒有對其名字進行特殊處理,采用了C語言的方式;
<2>鏈接器在為模塊B的目標代碼尋找foo(2,3)調(diào)用時,尋找的是未經(jīng)修改的符號名_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);反之亦然。

extern “C”這個聲明的真實目的是為了實現(xiàn)C++與C及其它語言的混合編程。

應(yīng)用場合

  • C++代碼調(diào)用C語言代碼、在C++的頭文件中使用
    在C++中引用C語言中的函數(shù)和變量,在包含C語言頭文件(假設(shè)為cExample.h)時,需進行下列處理:
extern "C"
{
#include "cExample.h"
}

而在C語言的頭文件中,對其外部函數(shù)只能指定為extern類型,C語言中不支持extern "C"聲明,在.c文件中包含了extern "C"時會出現(xiàn)編譯語法錯誤。

/* c語言頭文件:cExample.h */
#ifndef C_EXAMPLE_H
#define C_EXAMPLE_H
extern int add(int x,int y);     //注:寫成extern "C" int add(int , int ); 也可以
#endif

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

// c++實現(xiàn)文件,調(diào)用add:cppFile.cpp
extern "C"
{
 #include "cExample.h"        //注:此處不妥,如果這樣編譯通不過,換成 extern "C" int add(int , int ); 可以通過
}

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

如果C++調(diào)用一個C語言編寫的.DLL時,當(dāng)包括.DLL的頭文件或聲明接口函數(shù)時,應(yīng)加extern "C"{}。

  • 在C中引用C++語言中的函數(shù)和變量時,C++的頭文件需添加extern "C",但是在C語言中不能直接引用聲明了extern "C"的該頭文件,應(yīng)該僅將C文件中將C++中定義的extern "C"函數(shù)聲明為extern類型
//C++頭文件 cppExample.h
#ifndef CPP_EXAMPLE_H
#define CPP_EXAMPLE_H
extern "C" int add( int x, int y );
#endif

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

/* C實現(xiàn)文件 cFile.c
/* 這樣會編譯出錯:#include "cExample.h" */
extern int add( int x, int y );
int main( int argc, char* argv[] )
{
 add( 2, 3 );
 return 0;
}

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