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extern "C"

簡介

　　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。讓我們來詳細解讀這兩重含義。
含義
　　（1）被extern 限定的函數或變量是extern類型的：

　　a. extern修飾變量的聲明。舉例來說，如果文件a.c需要引用b.c中變量int v，就可以在a.c中聲明extern int v，然后就可以引用變量v。這里需要注意的是，被引用的變量v的鏈接屬性必須是外鏈接（external）的，也就是說a.c要引用到v，不只是取決于在a.c中聲明extern int v，還取決于變量v本身是能夠被引用到的。這涉及到c語言的另外一個話題－－變量的作用域。能夠被其他模塊以extern修飾符引用到的變量通常是全局變量。還有很重要的一點是，extern int v可以放在a.c中的任何地方，比如你可以在a.c中的函數fun定義的開頭處聲明extern int v，然后就可以引用到變量v了，只不過這樣只能在函數fun作用域中引用v罷了，這還是變量作用域的問題。對于這一點來說，很多人使用的時候都心存顧慮。好像extern聲明只能用于文件作用域似的。

　　b. extern修飾函數聲明。從本質上來講，變量和函數沒有區別。函數名是指向函數二進制塊開頭處的指針。如果文件a.c需要引用b.c中的函數，比如在b.c中原型是int fun(int mu)，那么就可以在a.c中聲明extern int fun（int mu），然后就能使用fun來做任何事情。就像變量的聲明一樣，extern int fun（int mu）可以放在a.c中任何地方，而不一定非要放在a.c的文件作用域的范圍中。對其他模塊中函數的引用，最常用的方法是包含這些函數聲明的頭文件。使用extern和包含頭文件來引用函數有什么區別呢？extern的引用方式比包含頭文件要簡潔得多！extern的使用方法是直接了當的，想引用哪個函數就用extern聲明哪個函數。這大概是KISS原則的一種體現吧！這樣做的一個明顯的好處是，會加速程序的編譯（確切的說是預處理）的過程，節省時間。在大型C程序編譯過程中，這種差異是非常明顯的。

　　（2）被extern "C"修飾的變量和函數是按照C語言方式編譯和連接的；

　　未加extern “C”聲明時的編譯方式。

　　首先看看C++中對類似C的函數是怎樣編譯的。

　　作為一種面向對象的語言，C++支持函數重載，而過程式語言C則不支持。函數被C++編譯后在符號庫中的名字與C語言的不同。例如，假設某個函數的原型為：

　　voidfoo( int x, int y );

　　該函數被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名、函數參數數量及類型信息，C++就是靠這種機制來實現函數重載的。例如，在C++中，函數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"."來區分。而本質上，編譯器在進行編譯時，與函數的處理相似，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。

　　未加extern "C"聲明時的連接方式

　　假設在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：

　　// 模塊B實現文件　moduleB.cpp

　　#i nclude "moduleA.h"

　　foo(2,3);

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

　　加extern "C"聲明后的編譯和連接方式

　　加extern "C"聲明后，模塊A的頭文件變為：

　　// 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的實現文件中仍然調用foo（2,3），其結果是：

　　（1）模塊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）連接器在為模塊B的目標代碼尋找foo(2,3)調用時，尋找的是未經修改的符號名_foo。

　　如果在模塊A中函數聲明了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；反之亦然。

　　所以，可以用一句話概括extern “C”這個聲明的真實目的（任何語言中的任何語法特性的誕生都不是隨意而為的，來源于真實世界的需求驅動。我們在思考問題時，不能只停留在這個語言是怎么做的，還要問一問它為什么要這么做，動機是什么，這樣我們可以更深入地理解許多問題）：

　　實現C++與C及其它語言的混合編程。

　　明白了C++中extern "C"的設立動機，我們下面來具體分析extern "C"通常的使用技巧。

extern "C"的慣用法

　　（1）在C++中引用C語言中的函數和變量，在包含C語言頭文件（假設為cExample.h）時，需進行下列處理：

　　extern "C"

　　{

　　#i nclude "cExample.h"

　　}

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

　　筆者編寫的C++引用C函數例子工程中包含的三個文件的源代碼如下：

　　/* c語言頭文件：cExample.h */

　　#ifndef C_EXAMPLE_H

　　#define C_EXAMPLE_H

　　extern int add(int x,int y);

　　#endif

　　/* c語言實現文件：cExample.c */

　　#i nclude "cExample.h"

　　int add( int x, int y )

　　{

　　return x + y;

　　}

　　// c++實現文件，調用add：cppFile.cpp

　　extern "C"

　　{

　　#i nclude "cExample.h"

　　}

　　int main(int argc, char* argv[])

　　{

　　add(2,3);

　　return 0;

　　}

　　（注意這里如果用GCC編譯的時候，請先使用gcc -c選項生成cExample.o，再使用g++ -o cppFile cppFile.cpp cExample.o才能生成預期的c++調用c函數的結果，否則，使用g++ -o cppFile cppFile.cpp cExample.c編譯器會報錯；而當cppFile.cpp 文件中不使用下列語句

　　extern "C"

　　{

　　#i nclude "cExample.h"

　　}

　　而改用

　　#i nclude "cExample.h"

　　extern "C" int add( int x, int y );

　　時

　　g++ -o cppFile cppFile.cpp cExample.c的編譯過程會把add函數按c++的方式解釋為_foo_int_int這樣的符號。

　　）

　　如果C++調用一個C語言編寫的.DLL時，當包括.DLL的頭文件或聲明接口函數時，應加extern "C" {　}。

　　（2）在C中引用C++語言中的函數和變量時，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，應該僅將C文件中將C++中定義的extern "C"函數聲明為extern類型。

　　筆者編寫的C引用C++函數例子工程中包含的三個文件的源代碼如下：

　　//C++頭文件 cppExample.h

　　#ifndef CPP_EXAMPLE_H

　　#define CPP_EXAMPLE_H

　　extern "C" int add( int x, int y );

　　#endif

　　//C++實現文件 cppExample.cpp

　　#i nclude "cppExample.h"

　　int add( int x, int y )

　　{

　　return x + y;

　　}

　　/* C實現文件 cFile.c

　　/* 這樣會編譯出錯：#i nclude "cppExample.h" */

　　extern int add( int x, int y );

　　int main( int argc, char* argv[] )

　　{

　　add( 2, 3 );

　　return 0;

　　}

posted on 2012-03-31 11:43 Snape 閱讀(237) 評論(0) 編輯收藏引用所屬分類: C++ 轉載

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