C/C++常见标准头文件前格式探讨

1.为什么标准头文件都有类似以下的结构？
#ifndef __INCvxWorksh
#define __INCvxWorksh
#ifdef __cplusplus
　　extern "C" {
#endif

......

#ifdef __cplusplus
　　}
#endif
#endif

2.分析
2.1头文件中的编译宏“#ifndef __INCvxWorksh、#define __INCvxWorksh、#endif” 的作用是防止该头文件被重复引用。

2.2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。

      一方面，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。

　　另一方面，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；

　　2.2.1 未加extern “C”声明时的编译和链接方式

　　2.2.1.1 未加extern “C”声明时的编译方式
　　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，生成的新名字称为“mangled name”）。
　　_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。

　　2.2.1.2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！

　　2.2.2 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。

　　所以，可以用一句话概括extern “C”这个声明的真实目的（任何语言中的任何语法特性的诞生都不是随意而为的，来源于真实世界的需求驱动。我们在思考问题时，不能只停留在这个语言是怎么 做的，还要问一问它为什么要这么做，动机是什么，这样我们可以更深入地理解许多问题）：实现C++与C及其它语言的混合编程。

　　2.2.3明白了C++中extern "C"的设立动机，我们下面来具体分析extern "C"通常的使用技巧。
　　（1）在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）时，需进行下列处理：
　　　　extern "C"
　　　　{
　　　　　　#include "cExample.h"
　　　　}

　　　　注：在C语言的头文件中，对其外部函数只能指定为extern类型，C中不支持extern "C"声明，在.c文件中包含了extern "C"时会出现编译语法错误。

　　笔者编写的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：cExample.h

　　#ifndef C_EXAMPLE_H
　　#define C_EXAMPLE_H
　　extern int add(int x,int y);
　　#endif

　　//c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(int argc, char* argv[])
　　{
　　　　add(2,3);
　　　　return 0;
　　}

　　如果C++调用一个C语言编写的.DLL时，当包括.DLL的头文件或声明接口函数时，应加extern "C" {　}。

　　（2）在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语言中不能直接引用声明了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。

　　笔者编写的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：cExample.c

　　extern int add( int x, int y );
　　int main( int argc, char* argv[] )
　　{
　　　　add( 2, 3 );
　　　　return 0;
　　}