houapple — Tue, 20 Oct 2009 07:47:00 GMT

(�?C++中extern “C”含义深层探烦

1.引言

　　C++语言的创建初��h��“a better C”�Q�但是这�q�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�q�接方式与C语言完全相同。作��Z��U�欲与C兼容的语�a��Q�C++保留了一部分�q�程式语�a�的特点（被世人称�?#8220;不彻底地面向对象”�Q�，因而它可以定义不属于�Q何类的全局变量和函数。但是，C++毕竟是一�U�面向对象的�E�序设计语言�Q��ؓ(f��)了支持函数的重蝲�Q�C++对全局函数的处理方式与C有明昄��不同�?br>　　2.从标准头文�g说�v

　　某企业曾�l�给出如下的一道面试题�Q?/p>

　　面试�?br>　　��Z��么标准头文�g都有�c�M��以下的结构？

#ifndef __INCvxWorksh
#define __INCvxWorksh
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*...*/
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* __INCvxWorksh */

　　分析
　　昄��Q�头文�g中的�~�译�?#8220;#ifndef __INCvxWorksh�?define __INCvxWorksh�?endif” 的作用是防止该头文�g被重复引用�?/p>

　　那么

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

　　的作用又是什么呢�Q�我们将在下文一一道来�?br>
　　3.深层揭密extern "C"

　　extern "C" 包含双重含义�Q�从字面上即可得刎ͼ�(x��)首先�Q�被它修饰的目标�?#8220;extern”的；其次�Q�被它修饰的目标�?#8220;C”的。让我们来详�l�解读这两重含义�?/p>

　　被extern "C"限定的函数或变量是extern�c�d��的；

　　extern是C/C++语言中表明函数和全局变量作用范围�Q�可见性）的关键字�Q�该关键字告诉编译器�Q�其声明的函数和变量可以在本模块或其它模块中使用。记住，下列语句�Q?/p>

　　extern int a;

　　仅仅是一个变量的声明�Q�其�q�不是在定义变量a�Q��ƈ未�ؓ(f��)a分配内存�I�间。变量a在所有模块中作�ؓ(f��)一�U�全局变量只能被定义一�ơ，否则�?x��)出现连接错误�?/p>

　　通常�Q�在模块的头文�g中对本模块提供给其它模块引用的函数和全局变量以关键字extern声明。例如，如果模块B�Ʋ引用该模块A中定义的全局变量和函数时只需包含模块A的头文�g卛_��。这��P��模块B中调用模块A中的函数�Ӟ��在编译阶�D�，模块B虽然找不到该函数�Q�但是�ƈ不会(x��)报错�Q�它�?x��)在�q�接阶段中从模块A�~�译生成的目标代码中扑ֈ�此函数�?/p>

　　与extern对应的关键字是static�Q�被它修饰的全局变量和函数只能在本模块中使用。因此，一个函数或变量只可能被本模块��用时�Q�其不可能被extern “C”修饰�?/p>

　　被extern "C"修饰的变量和函数是按照C语言方式�~�译和连接的�Q?/p>

　　未加extern “C”声明时的�~�译方式

　　首先看看C++中对�c�M��C的函数是怎样�~�译的�?/p>

　　作�ؓ(f��)一�U�面向对象的语言�Q�C++支持函数重蝲�Q�而过�E�式语言C则不支持。函数被C++�~�译后在�W�号库中的名字与C语言的不同。例如，假设某个函数的原型�ؓ(f��)�Q?/p>

void foo( int x, int y );

　　该函数被C�~�译器编译后在符号库中的名字为_foo�Q�而C++�~�译器则�?x��)��生像_foo_int_int之类的名字（不同的编译器可能生成的名字不同，但是都采用了相同的机�Ӟ��生成的新名字�U�Cؓ(f��)“mangled name”�Q��?/p>

　　_foo_int_int�q�样的名字包含了函数名、函数参数数量及(qi��ng)�c�d��信息�Q�C++��是靠这�U�机制来实现函数重蝲的。例如，在C++中，函数void foo( int x, int y )与void foo( int x, float y )�~�译生成的符��h��不相同的�Q�后者�ؓ(f��)_foo_int_float�?br>　　同样圎ͼ�C++中的变量除支持局部变量外�Q�还支持�c�L��员变量和全局变量。用��h��~�写�E�序的类成员变量可能与全局变量同名�Q�我们以"."来区分。而本质上�Q�编译器在进行编译时�Q�与函数的处理相��|��也�ؓ(f��)�c�M��的变量取了一个独一无二的名字，�q�个名字与用��L(f��ng)��序中同名的全局变量名字不同�?/p>

　　未加extern "C"声明时的�q�接方式

　　假设在C++中，模块A的头文�g如下�Q?/p>

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

　　在模块B中引用该函数�Q?/p>

// 模块B实现文�g　moduleB.cpp
#include "moduleA.h"
foo(2,3);

　　实际上，在连接阶�D�，�q�接器会(x��)从模块A生成的目标文件moduleA.obj中寻找_foo_int_int�q�样的符��P��

　　加extern "C"声明后的�~�译和连接方�?/p>

　　加extern "C"声明后，模块A的头文�g变�ؓ(f��)�Q?/p>

// 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

　　在模块B的实现文件中仍然调用foo( 2,3 )�Q�其�l�果是：(x��)

　　�Q?�Q�模块A�~�译生成foo的目标代码时�Q�没有对其名字进行特�D�处理，采用了C语言的方式；

　　�Q?�Q�连接器在�ؓ(f��)模块B的目标代码寻找foo(2,3)调用�Ӟ��L��的是未经修改的符号名_foo�?/p>

　　如果在模块A中函数声明了foo为extern "C"�c�d��Q�而模块B中包含的是extern int foo( int x, int y ) �Q�则模块B找不到模块A中的函数�Q�反之亦然�?/p>

　　所以，可以用一句话概括extern “C”�q�个声明的真实目的（��M��语言中的��M��语法�Ҏ(gu��)��的诞生都不是随意而�ؓ(f��)的，来源于真实世界的需求驱动。我们在思考问题时�Q�不能只停留在这个语�a�是怎么做的�Q�还要问一问它��Z��么要�q�么做，动机是什么，�q�样我们可以更深入地理解许多问题�Q�：(x��)
　　实现C++与C�?qi��ng)其它语�a�的�؜合编�E��?br>　　明白了C++中extern "C"的设立动机，我们下面来具体分析extern "C"通常的��用技巧�?br>　　4.extern "C"的惯用法

　　�Q?�Q�在C++中引用C语言中的函数和变量，在包含C语言头文�Ӟ��假设为cExample.h�Q�时�Q�需�q�行下列处理�Q?/p>

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

　　而在C语言的头文�g中，对其外部函数只能指定为extern�c�d��Q�C语言中不支持extern "C"声明�Q�在.c文�g中包含了extern "C"时会(x��)出现�~�译语法错误�?/p>

　　�W�者编写的C++引用C函数例子工程中包含的三个文�g的源代码如下�Q?/p>

/* c语言头文�Ӟ��(x��)cExample.h */
#ifndef C_EXAMPLE_H
#define C_EXAMPLE_H
extern int add(int x,int y);
#endif
/* c语言实现文�g�Q�cExample.c */
#include "cExample.h"
int add( int x, int y )
{
return x + y;
}
// c++实现文�g�Q�调用add�Q�cppFile.cpp
extern "C"
{
#include "cExample.h"
}
int main(int argc, char* argv[])
{
add(2,3);
return 0;
}

　　如果C++调用一个C语言�~�写�?DLL�Ӟ��当包�?DLL的头文�g或声明接口函数时�Q�应加extern "C" {　}�?/p>

　　�Q?�Q�在C中引用C++语言中的函数和变量时�Q�C++的头文�g需��d��extern "C"�Q�但是在C语言中不能直接引用声明了extern "C"的该头文�Ӟ��应该仅将C文�g中将C++中定义的extern "C"函数声明为extern�c�d��?br>　　�W�者编写的C引用C++函数例子工程中包含的三个文�g的源代码如下�Q?/p>

//C++头文�?cppExample.h
#ifndef CPP_EXAMPLE_H
#define CPP_EXAMPLE_H
extern "C" int add( int x, int y );
#endif
//C++实现文�g cppExample.cpp
#include "cppExample.h"
int add( int x, int y )
{
return x + y;
}
/* C实现文�g cFile.c
/* �q�样�?x��)编译出错�?x��)#include "cExample.h" */
extern int add( int x, int y );
int main( int argc, char* argv[] )
{
add( 2, 3 );
return 0;
}

　　如果深入理解了第3节中所阐述的extern "C"在编译和�q�接阶段发挥的作用，��p��真正理解本节所阐述的从C++引用C函数和C引用C++函数的惯用法。对�W?节给出的�C�Z��代码�Q�需要特别留意各个细节�?nbsp;

houapple 2009-10-20 15:47 发表评论

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