1. 引言
    • C++语言的创建初衷为"a better C",这并不意味着C++中类似C语言的全局变量和函数所采用的编译和连接方式与C语言完全相同。
    • C++保留了一部分过程式语言的特点,可以定义不属于任何类的全局变量和函数。
    • 为了支持函数的重载,C++对全局函数的处理方式与C有明显的不同。
  2. 从标准头文件说起
    • 某企业面试题

为什么标准头文件有类似以下的结构?

#ifndef __INCvxWorksh

#define __INCvxWorksh

#ifdef __cplusplus

extern "C"

{

#endif

/* … */

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif /* __INCvxWorksh */

 

分析:防止该头文件被重复引用。

那么,extern "C"是由什么作用?

  1. 深层揭秘extern "C"
    • 双重含义:
      • 被它修饰的目标是"extern"
      • 被它修饰的目标是"C"
    • extern
      • externC/C++语言中表明函数和全局变量作用范围(可见性)的关键字。
      • extern告诉编译器,其声明的函数和变量可以在本模块或其他模块中使用。
      • 通常在模块的头文件中对本模块提供给其他模块引用的函数和全局变量以关键字extern声明。
        • 例如:如模块B欲引用模块A中所定义的全局变量和函数时,只需包含模块A的头文件即可。模块B中调用模块A中的函数时,在编译阶段,模块B虽然找不到该函数,但是并不会报错;它会在link阶段从模块A编译生成的目标代码中找到此函数。
      • extern对应的关键字:static
        • static修饰的全局变量和函数只能在本模块中使用。
        • 一个函数或变量值可能被本模块使用时,其不可能被extern "C"修饰。
    • 按照C语言方式CompileLink
      • C++中对类似C的函数的编译:C++支持函数重载,而C不支持,函数被C++编译后在符号库中的名字与C语言的不同。
      • void foo(int x, int y);
        • C编译器编译后在符号库中的名字:_foo
        • C++编译器编译后的名字(mangled name)_foo_int_int
      • C++中的变量
        • 除了支持局部变量外,还支持类成员变量和全局变量。
        • 用户所编写程序的类成员变量可能与全局变量同名,我们以"."来区分。
        • 编译器进行编译时,味蕾中的变量取一个独一无二的名字,这与用户程序中同名的全局变量名字不同。
      • 未加extern "C"声明时的连接方式
        • // 模块A头文件 moduleA.h

#ifndef MODULE_A_H

#define MODULE_A_H

int foo(int x, int y);

#endif

  • // 模块B实现文件 mobuleB.cpp

#include "moduleA.h"

Foo(2, 3);

  • Link阶段,连接器会从模块A生成的目标文件moduleA.obj中寻找_foo_int_int这样的符号。
  • extern "C"声明后的编译和连接方式
    • // 模块A头文件 moduleA.h

#ifndef MODULE_A_H

#define MODULE_A_H

extern "C" int foo(int x, int y);

#endif // MODULE_A_H

  • 模块A编译生成foo的目标代码时,没有对其名字进行特殊处理,采用了C语言的方式;
  • 连接器在为模块B的目标代码寻找foo(2, 3)调用时,寻找的是未经修改的符号名_foo
  • 如果在模块A中函数声明了fooextern "C"类型,而模块B中包含的是extern int foo(int x, int y),则模块B找不到模块A中的函数,反之亦然。
  • extern "C"声明的真实目的:实现C++C及其它语言的混合编程。
  1. extern "C"的惯用法
    • C++中引用C语言中的函数和变量,在包含C语言头文件(假设为cExample.h)

Extern "C"

{

#include "cExample.h"

}

  • C语言的头文件中,对其外部函数只能指定为extern类型,C语言不支持extern "C"声明。
  • 实例:

/* c语言头文件:cExample.h */

#ifndef C_EXAMPLE_H

#define C_EXAMPLE_H

extern int add(int x, int y);

#endif

 

/* c语言实现文件:cExample.c */

#include "cExample.h"

int add(int x, int y)

{

    return x + y;

}

 

// C++实现文件,调用add:cppFile.cpp

extern "C"

{

#include "cExample.h"

}

int main()

{

    add(2, 3);

    return 0;

}

  • 如果C++调用一个C语言编写的.dll文件时,当包括.dll的头文件或声明接口函数时,应加extern "C"{ }
  • C中引用C++语言中的函数和变量时,C++的头文件需添加extern "C",但是在C语言中不能直接应用声明了extern "C"的该头文件,应该仅将C文件中将C++中定义的extern "C"函数声明为extern类型。

// C++头文件:cppExample.h

#ifndef CPP_EXAMPLE_H

#define CPP_EXAMPLE_H

extern "C" int add(int x, int y);

#endif

 

// C++实现文件:cppExample.cpp

#include "cppExample.h"

int add(int x, int y)

{

    return x + y;

}

 

/* C实现文件:cFile.c */

/* 这样会编译出错:#include "cppExample.h" */

extern int add(int x, int y);

Int main()

{

    add(2, 3);

    return 0;

}

  • 如深入理解了extern "C"在编译和连接阶段发挥的作用,就能真正理解从C++引用C函数和C引用C++函数的惯用法。

 


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