時(shí)常在cpp的代碼之中看到這樣的代碼:
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
//一段代碼
#ifdef __cplusplus
}
#endif
這樣的代碼到底是什么意思呢？首先，__cplusplus是cpp中的自定義宏，那么定義了這個(gè)宏的話表示這是一段cpp的代碼，也就是說(shuō)，上面的代碼的含義是:如果這是一段cpp的代碼，那么加入extern "C"{和}處理其中的代碼。
要明白為何使用extern "C"，還得從cpp中對(duì)函數(shù)的重載處理開(kāi)始說(shuō)起。在c++中，為了支持重載機(jī)制，在編譯生成的匯編碼中，要對(duì)函數(shù)的名字進(jìn)行一些處理，加入比如函數(shù)的返回類(lèi)型等等.而在C中，只是簡(jiǎn)單的函數(shù)名字而已，不會(huì)加入其他的信息.也就是說(shuō):C++和C對(duì)產(chǎn)生的函數(shù)名字的處理是不一樣的.
比如下面的一段簡(jiǎn)單的函數(shù)，我們看看加入和不加入extern "C"產(chǎn)生的匯編代碼都有哪些變化:
int f(void)
{
return 1;
}
在加入extern "C"的時(shí)候產(chǎn)生的匯編代碼是:
.file "test.cxx"
.text
.align 2
.globl _f
.def _f; .scl 2; .type 32; .endef
_f:
pushl %ebp
movl %esp， %ebp
movl $1， %eax
popl %ebp
ret
但是不加入了extern "C"之后
.file "test.cxx"
.text
.align 2
.globl __Z1fv
.def __Z1fv; .scl 2; .type 32; .endef
__Z1fv:
pushl %ebp
movl %esp， %ebp
movl $1， %eax
popl %ebp
ret
兩段匯編代碼同樣都是使用gcc -S命令產(chǎn)生的，所有的地方都是一樣的，唯獨(dú)是產(chǎn)生的函數(shù)名，一個(gè)是_f，一個(gè)是__Z1fv。
明白了加入與不加入extern "C"之后對(duì)函數(shù)名稱(chēng)產(chǎn)生的影響，我們繼續(xù)我們的討論:為什么需要使用extern "C"呢？C++之父在設(shè)計(jì)C++之時(shí)，考慮到當(dāng)時(shí)已經(jīng)存在了大量的C代碼，為了支持原來(lái)的C代碼和已經(jīng)寫(xiě)好C庫(kù)，需要在C++中盡可能的支持C，而extern "C"就是其中的一個(gè)策略。
試想這樣的情況:一個(gè)庫(kù)文件已經(jīng)用C寫(xiě)好了而且運(yùn)行得很良好，這個(gè)時(shí)候我們需要使用這個(gè)庫(kù)文件，但是我們需要使用C++來(lái)寫(xiě)這個(gè)新的代碼。如果這個(gè)代碼使用的是C++的方式鏈接這個(gè)C庫(kù)文件的話，那么就會(huì)出現(xiàn)鏈接錯(cuò)誤.我們來(lái)看一段代碼:首先，我們使用C的處理方式來(lái)寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，也就是說(shuō)假設(shè)這個(gè)函數(shù)當(dāng)時(shí)是用C寫(xiě)成的:
//f1.c
extern "C"
{
void f1()
{
return;
}
}
編譯命令是:gcc -c f1.c -o f1.o 產(chǎn)生了一個(gè)叫f1.o的庫(kù)文件。再寫(xiě)一段代碼調(diào)用這個(gè)f1函數(shù):
// test.cxx
//這個(gè)extern表示f1函數(shù)在別的地方定義，這樣可以通過(guò)
//編譯，但是鏈接的時(shí)候還是需要
//鏈接上原來(lái)的庫(kù)文件.
extern void f1();
int main()
{
f1();
return 0;
}
通過(guò)gcc -c test.cxx -o test.o 產(chǎn)生一個(gè)叫test.o的文件。然后，我們使用gcc test.o f1.o來(lái)鏈接兩個(gè)文件，可是出錯(cuò)了，錯(cuò)誤的提示是:
test.o(.text + 0x1f):test.cxx: undefine reference to 'f1()'
也就是說(shuō)，在編譯test.cxx的時(shí)候編譯器是使用C++的方式來(lái)處理f1()函數(shù)的，但是實(shí)際上鏈接的庫(kù)文件卻是用C的方式來(lái)處理函數(shù)的，所以就會(huì)出現(xiàn)鏈接過(guò)不去的錯(cuò)誤:因?yàn)殒溄悠髡也坏胶瘮?shù)。
因此，為了在C++代碼中調(diào)用用C寫(xiě)成的庫(kù)文件，就需要用extern "C"來(lái)告訴編譯器:這是一個(gè)用C寫(xiě)成的庫(kù)文件，請(qǐng)用C的方式來(lái)鏈接它們。
比如，現(xiàn)在我們有了一個(gè)C庫(kù)文件，它的頭文件是f.h，產(chǎn)生的lib文件是f.lib，那么我們?nèi)绻贑++中使用這個(gè)庫(kù)文件，我們需要這樣寫(xiě):
extern "C"
{
#include "f.h"
}
回到上面的問(wèn)題，如果要改正鏈接錯(cuò)誤，我們需要這樣子改寫(xiě)test.cxx:
extern "C"
{
extern void f1();
}
int main()
{
f1();
return 0;
}
重新編譯并且鏈接就可以過(guò)去了.
總結(jié)
C和C++對(duì)函數(shù)的處理方式是不同的.extern "C"是使C++能夠調(diào)用C寫(xiě)作的庫(kù)文件的一個(gè)手段，如果要對(duì)編譯器提示使用C的方式來(lái)處理函數(shù)的話，那么就要使用extern "C"來(lái)說(shuō)明。
1.引言
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(lèi)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(chēng)為“不徹底地面向?qū)ο?#8221;），因而它可以定義不屬于任何類(lèi)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。
2.從標(biāo)準(zhǔn)頭文件說(shuō)起
某企業(yè)曾經(jīng)給出如下的一道面試題：
面試題
為什么標(biāo)準(zhǔn)頭文件都有類(lèi)似以下的結(jié)構(gòu)？
#ifndef __INCvxWorksh
#define __INCvxWorksh
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*...*/
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* __INCvxWorksh */
分析
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
#ifdef __cplusplus
}
#endif
的作用又是什么呢？我們將在下文一一道來(lái)。
3.深層揭密extern "C"
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。讓我們來(lái)詳細(xì)解讀這兩重含義。
（1） 被extern "C"限定的函數(shù)或變量是extern類(lèi)型的；
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。記住，下列語(yǔ)句：
extern int a;
僅僅是一個(gè)變量的聲明，其并不是在定義變量a，并未為a分配內(nèi)存空間。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。
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。
（2） 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；
未加extern “C”聲明時(shí)的編譯方式
首先看看C++中對(duì)類(lèi)似C的函數(shù)是怎樣編譯的。
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。函數(shù)被C++編譯后在符號(hào)庫(kù)中的名字與C語(yǔ)言的不同。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(lèi)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(chēng)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(lèi)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_(kāi)foo_int_float。
同樣地，C++中的變量除支持局部變量外，還支持類(lèi)成員變量和全局變量。用戶所編寫(xiě)程序的類(lèi)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(lèi)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。
未加extern "C"聲明時(shí)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(shí)現(xiàn)文件 moduleB.cpp
＃i nclude "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)！
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?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)果是：
（1）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；
（2）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(lèi)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。
所以，可以用一句話概括extern “C”這個(gè)聲明的真實(shí)目的（任何語(yǔ)言中的任何語(yǔ)法特性的誕生都不是隨意而為的，來(lái)源于真實(shí)世界的需求驅(qū)動(dòng)。我們?cè)谒伎紗?wèn)題時(shí)，不能只停留在這個(gè)語(yǔ)言是怎么做的，還要問(wèn)一問(wèn)它為什么要這么做，動(dòng)機(jī)是什么，這樣我們可以更深入地理解許多問(wèn)題）：
實(shí)現(xiàn)C++與C及其它語(yǔ)言的混合編程。
明白了C++中extern "C"的設(shè)立動(dòng)機(jī)，我們下面來(lái)具體分析extern "C"通常的使用技巧。
4.extern "C"的慣用法
（1）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"
{
＃i nclude "cExample.h"
}
而在C語(yǔ)言的頭文件中，對(duì)其外部函數(shù)只能指定為extern類(lèi)型，C語(yǔ)言中不支持extern "C"聲明，在.c文件中包含了extern "C"時(shí)會(huì)出現(xiàn)編譯語(yǔ)法錯(cuò)誤。
筆者編寫(xiě)的C++引用C函數(shù)例子工程中包含的三個(gè)文件的源代碼如下：
/* 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 */
＃i nclude "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"
{
＃i nclude "cExample.h"
}
int main(int argc, char* argv[])
{
add(2,3);
return 0;
}
如果C++調(diào)用一個(gè)C語(yǔ)言編寫(xiě)的.DLL時(shí)，當(dāng)包括.DLL的頭文件或聲明接口函數(shù)時(shí)，應(yīng)加extern "C" { }。
（2）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，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(lèi)型。
筆者編寫(xiě)的C引用C++函數(shù)例子工程中包含的三個(gè)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(shí)現(xiàn)文件 cppExample.cpp
＃i nclude "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)：＃i nclude "cExample.h" */
extern int add( int x, int y );
int main( int argc, char* argv[] )
{
add( 2, 3 );
return 0;
}