Extern “C”揭秘
我最终还是决定就extern “C”发表一篇小布丁了,网上不乏关于这个得介绍,但是我看了很多不是讲解的过于繁杂,就是过于简单,没有抓住本质。在这里,我尽可能用最精炼的语言来给大家介绍一下Extern “C”,如有不足,欢迎指正。
1.深层揭密extern "C"
extern "C" 包含双重含义,从字面上即可得到:首先,被它修饰的目标是“extern”的;其次,被它修饰的目标是“C”的。让我们来详细解读这两重含义。(1)被extern "C"限定的函数或变量是extern 类型的; extern 是C/C++语言中表明函数和全局变量作用范围(可见性)的关键字,该关键字告诉编译器,其声明的函数和变量可以在本模块或其它模块中使用。 与extern 对应的关键字是static,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使用时,其不可能被extern “C”修饰。(2)被extern "C"修饰的变量和函数是按照C 语言方式编译和连接的;
2.那么什么是C编译连接方式,什么又是C++连接方式呢?
(1)首先看看C++中对类似C 的函数是怎样编译的。 作为一种面向对象的语言,C++支持函数重载,而过程式语言C 则不支持。函数被C++编译后在符号库中的名字与C 语言的不同。例如,假设某个函数的原型为:
void foo( int x, int y );该函数被C 编译器编译后在符号库中的名字为_foo,而C++编译器则会产生像_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制)。
_foo_int_int 这样的名字包含了函数名、函数参数数量及类型信息,C++就是靠这种机制来实现函数重载的。例如,在C++中,函数void foo( int x, int y )与void foo( int x, float y )编译生成的符号是不相同的,后者为_foo_int_float。同样地,C++中的变量除支持局部变量外,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。而本质上,编译器在进行编译时,与函数的处理相似,也为类中的变量取了一个独一无二的名字,这个名字与用户程序中同名的全局变量名字不同。
(2)未加extern "C"声明时的连接方式
假设在C++中,模块A 的头文件如下:
// 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:
// 模块B 实现文件 moduleB.cpp
#include "moduleA.h"
foo(2,3);
实际上,在连接阶段,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!
(3)加extern "C"声明后的编译和连接方式
加extern "C"声明后,模块A 的头文件变为:
// 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 ),
其结果是:
(1)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;
(2)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foo 为extern "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。
了解了上面的基本内容,下面我们来实战操练一下,其实extern “C”主要的用途就是实现C语言与C++的混合编程。
3.C语言与C++混合编程
在介绍C语言与C++混合编程之前,首先要记住一个准则:C语言中不支持extern “C”关键字,只有在C++中才支持。
(1)在C++语言中使用C代码
当C++中要使用C语言中的头文件时候,应该添加extern “C”关键字进行修饰。
例如,编写的C++引用C 函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下
C语言中cExample.h头文件:
C语言中实现文件:
C++语言中cpp文件
注意在CPP文件中引用C语言的头文件时候,一定要加上extern ”C“关键字。
反之如果不加呢,会出现什么情况,我们来试验一下。将cpp文件改成,下面的情形,去掉extern “C”关键字,直接包含。
编译不会出现错误,连接的时候出现错误。如下:
(2)在C语言中使用C++代码
例如,编写的C 引用C++函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下:
//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
extern int add( int x, int y );
int main( int argc, char* argv[] )
{
add( 2, 3 );
return 0;
}
注意:如果将C++的cppExample.h文件中的“C”去掉,编译的时候没有错误,链接的时候出现错误。
原因是:main()函数中,当连接到add(2,3)的时候,在这个函数中是按照C的方式进行编译连接,函数名为add没有变化。它到模块cppExample.cpp中找不到add的函数名,它能找到的只可能是_add_int_int之类的名字,因为在这个模块中是按照C++的方式进行编译连接的。所以会出现错误。
如果在c文件中你说我不想按照extern int add (int x,int y)的方式引用add函数,我要用包含头文件的方式进行。于是将c文件修改成下面的样子:
编译时候会出现错误:
原因:违反了上面的原则,在C语言中不支持extern “C”关键字。此时只要将cppExample.h中extern “C”中的“C”去掉。
以上就是整篇文章的内容了,希望对大家的学习有所帮助,最后还是那句话,欢迎拍砖。