C与C++混编
介绍
了解一下C与C++如何合作，gcc和g++编译出来的东西有什么区别。C++为了支持重载等特性，编译出来的符号和C是不一样的。
每个公司都会有一些古老的库，几乎每个程序都在使用它，它可能是C写的，或者是C++写的，通常情况下，我们能做的就是调用里面的函数，而不能修改这个库，因为很多程序都在用它，你改了它就得测所有的程序，得不偿失。
工具使用
objdump是个好工具，可以用于查看.o文件的内容，也可以查看可执行文件的内容。主要是可以用来查看gcc和g++编译出来的符号有什么区别。
查看符号表
objdump -t foo.o
查看正文段
objdump -S foo.o
查看所有session
objdump -D foo.o
符号入门
先来看下面这个文件foo.c
#include <stdio.h>
void foo()
{
printf("foo\n");
}
以g++ -c foo.c编译结果如下
0000000000000000 <_Z3foov>:
0: 55 push %rbp
1: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
4: bf 00 00 00 00 mov $0x0,%edi
9: e8 00 00 00 00 callq e <_Z3foov+0xe>
e: 90 nop
f: 5d pop %rbp
10: c3 retq
以gcc -c foo.c编译结果如下
0000000000000000 <foo>:
0: 55 push %rbp
1: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
4: bf 00 00 00 00 mov $0x0,%edi
9: e8 00 00 00 00 callq e <foo+0xe>
e: 90 nop
f: 5d pop %rbp
10: c3 retq
这个文件足够简单，可以看到区别就只是函数名而已，这里我们只关注第9行。可以看出，gcc并没有改变函数名foo，而g++在前后加了一些串变成了_Z3foov。其实g++将参数信息插在函数名的尾部了，_Z3foov中的后缀v就代表了void（PS: 我不知道_Z3表示啥）。稍微改一下函数的参数，用g++编译一下看看：
- 如果
foo是有1个参数int，那函数名是_Z3fooi。 - 如果
foo是有1个参数double，那函数名是_Z3food。 - 如果
foo有两个参数int和double，那函数名应该是_Z3fooid。（请自行实验）
如果参数是个自定义的类呢，比如:
int foo(My my)
{
return 0;
}
被编译成
0000000000000047 <_Z3foo2My>:
47: 55 push %rbp
48: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
4b: 89 7d f0 mov %edi,-0x10(%rbp)
4e: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
53: 5d pop %rbp
54: c3 retq
可以看到，直接以类名拼接在末尾（PS: 我不知道2表示啥）。
如果是个std的类呢？比如string
void foo(std::string my)
{
printf("foo%s\n", my.c_str());
}
被编译成
000000000000001a <_Z3fooNSt7__cxx1112basic_stringIcSt11char_traitsIcESaIcEEE>:
1a: 55 push %rbp
1b: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
1e: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp
22: 48 89 7d f8 mov %rdi,-0x8(%rbp)
26: 48 8b 45 f8 mov -0x8(%rbp),%rax
2a: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
2d: e8 00 00 00 00 callq 32 <_Z3fooNSt7__cxx1112basic_stringIcSt11char_traitsIcESaIcEEE+0x18>
32: 48 89 c6 mov %rax,%rsi
35: bf 00 00 00 00 mov $0x0,%edi
3a: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
3f: e8 00 00 00 00 callq 44 <_Z3fooNSt7__cxx1112basic_stringIcSt11char_traitsIcESaIcEEE+0x2a>
44: 90 nop
45: c9 leaveq
46: c3 retq
很长很长，因为类名确实很长，这个你用lstrace跑个程序就知道了，很多函数名都很长得看不懂。
Ｃ++调用Ｃ
在Ｃ++源文件中是不能直接调用Ｃ源文件中的函数的，链接的时候就会报对‘foo()’未定义的引用，因为Ｃ++源文件编译时没问题，链接时就找不到符号了，有了上面的符号基础，我们可以知道这是因为gcc和g++编译出来的符号不一致导致的。举个例子，现在有文件main.cpp、foo.h、foo.c。
main.cpp内容如下：
#include "foo.h"
int main()
{
foo();
return 0;
}
foo.h内容如下：
#ifndef __FOO__
#define __FOO__
void foo();
#endif
foo.c内容如下：
#include <stdio.h>
void foo()
{
printf("foo\n");
}
现在以如下命令编译他们
g++ -c main.cpp
gcc -c foo.c
g++ -o test foo.o main.o # 这一步会报错
报错内容：
main.c:(.text+0x10)：对‘foo()’未定义的引用
collect2: error: ld returned 1 exit status
这是因为在链接两个.o文件时，找不到foo这个函数才报的错。foo确实是在foo.o里边的，只不过main.o中其实需要的是函数_Z3foov才对。
正确的做法之一是修改foo.h文件如下
#ifndef __FOO__
#define __FOO__
extern "C" {
void foo();
}
#endif
这样编译出来的foo.o没有任何区别，但是main.o就有区别了，里面的符号_Z3foov全被替换成foo了（用objdump -t查看），这样链接起来就没问题。当然了，在一些古老的库中，头文件那么多，难道要一个个改吗？况且改完头文件还得重新用gcc编译。这是没必要的，此时只需要再新建一个头文件，比如foo_cpp.h，把需要用到的C头文件写在大括号里面就可以了，比如：
#ifndef __FOO_CPP__
#define __FOO_CPP__
#ifdef __cplusplus // 很重要
extern "C" {
#endif
#include "foo.h"
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
看到这里，extern "C"的最常见的用法也就清晰了，件即告诉g++编译器，大括号内的符号都以Ｃ的符号命名方式去调用。值得注意的是，一般需要在使用extern "C"的时候用宏__cplusplus来判断此时的编译器是不是C++的，这样的做法百利而无害。
但是，这样就改到了旧的C模块了，这通常不是我们想要的，这里介绍一个更简单的方法。直接改main.cpp，用extern "C"括起需要用到的C头文件，如下
extern "C" {
#include "foo.h"
}
int main()
{
foo();
return 0;
}
这种方式更加方便快捷，还不用动旧代码，所以用得比较多。
C调用C++
C调用C++稍微有些不同，因为C没有extern "C"这个东西，所以还得从C++的代码入手，使得它可以被C代码所调用。
方法1：
如果原来的C++代码可以改的话，直接在头文件里面套上extern "C"全部括起来，然后C代码中想用哪个函数就直接将函数声明拷过来，前面加上extern（告诉gcc这个函数是在其他模块定义的）。
apple.cpp内容如下
#include "apple.h"
Apple::Apple() : m_nColor(0)
{
}
void Apple::SetColor(int color)
{
m_nColor = color;
}
int Apple::GetColor(void)
{
return m_nColor;
}
int set_and_get_color(int n)
{
Apple a;
a.SetColor(n);
return a.GetColor();
}
apple.h内容如下
#ifndef __APPLE_H__
#define __APPLE_H__
#ifdef __cplusplus // 新加上的
extern "C" {
#endif
class Apple
{
public:
Apple();
int GetColor(void);
void SetColor(int color);
private:
int m_nColor;
};
int set_and_get_color(int);
#ifdef __cplusplus // 新加上的
}
#endif
#endif
main.c内容如下
#include <stdio.h>
extern int set_and_get_color(int); // 函数如果太多可以弄个头文件单独写
int main(void)
{
printf("color: %d\n", set_and_get_color(5666));
return 0;
}
按照如下命令编译它们
g++ -c apple.cpp
gcc -c main.c
gcc -o test main.o apple.o -lstdc++ # 链接
注意到，旧的C++的代码仍然是用g++编译，新的C代码是用gcc编译，最后再把它们链接起来就是可执行程序。这个方法的缺点就是需要改到旧的C++头文件，导致C++代码重新编译，问题也不是很大，可以考虑。
方法2：
如果旧的C++代码太古董了，一点都不想改的话，可以专门写个wrapper模块，单独给main.cpp用。这个wrapper模块是C++代码（g++编译）。
apple.cpp和上面方法1是一样的。
apple.h内容如下
#ifndef __APPLE_H__
#define __APPLE_H__
class Apple
{
public:
Apple();
int GetColor(void);
void SetColor(int color);
private:
int m_nColor;
};
int set_and_get_color(int);
#endif
wrapper.cpp的内容如下
#include "wrapper.h"
#include "apple.h" // 这行不能放头文件，编不过的
int c_set_and_get_color(int x)
{
return set_and_get_color(x);
}
wrapper.h的内容如下
#ifdef __cplusplus // 这个宏判断必不可少
extern "C" {
#endif
int c_set_and_get_color(int);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
main.c的内容如下
#include <stdio.h>
#include "wrapper.h"
int main(void)
{
printf("color: %d\n", c_set_and_get_color(5666));
return 0;
}
按照如下命令编译它们
g++ -c apple.cpp
g++ -c wrapper.cpp
gcc -c main.c
gcc -o test main.o apple.o wrapper.o -lstdc++ # 链接
注意到，wrapper.o是用g++编的，main.o是用gcc编的，而且wrapper.h在wrapper.o和main.o中都有用到，所以__cplusplus宏判断是必不可少的，因为对于wrapper.o来说，extern "C"是需要的，对于main.o来说又是不需要的。
总结
C++调C很简单，在需要调用C接口时用extern "C"将头文件括起来就行了，不需要改原来的代码（当然了，你想改也没问题）。
C调C++较麻烦，有两种方法：
- 改旧的C++头文件，插入
extern "C"后，C代码可直接用C++接口（以extern声明一下函数即可）。 - 用C++写个wrapper模块，提供一些C接口，里面再去调用C++接口。
