c++中的 extern C
c++中的 extern "C"
- 博客分類：
- c
?
比如說你用C開發(fā)了一個DLL庫，為了能夠讓C++語言也能夠調(diào)用你的DLL輸出(Export)的函數(shù)，你需要用extern"C"來強制編譯器不要修改你的函數(shù)名。
通常，在C語言的頭文件中經(jīng)常可以看到類似下面這種形式的代碼：
C代碼 ??
那么，這種寫法什么用呢？實際上，這是為了讓CPP能夠與C接口而采用的一種語法形式。之所以采用這種方式，是因為兩種語言之間的一些差異所導(dǎo)致的。由于CPP支持多態(tài)性，也就是具有相同函數(shù)名的函數(shù)可以完成不同的功能，CPP通常是通過參數(shù)區(qū)分具體調(diào)用的是哪一個函數(shù)。在編譯的時候，CPP編譯器會將參數(shù)類型和函數(shù)名連接在一起，于是在程序編譯成為目標文件以后，CPP編譯器可以直接根據(jù)目標文件中的符號名將多個目標文件連接成一個目標文件或者可執(zhí)行文件。但是在C語言中，由于完全沒有多態(tài)性的概念，C編譯器在編譯時除了會在函數(shù)名前面添加一個下劃線之外，什么也不會做（至少很多編譯器都是這樣干的）。由于這種的原因，當采用CPP與C混合編程的時候，就可能會出問題。假設(shè)在某一個頭文件中定義了這樣一個函數(shù)：
int foo(int a, int b);
而這個函數(shù)的實現(xiàn)位于一個.c文件中，同時，在.cpp文件中調(diào)用了這個函數(shù)。那么，當CPP編譯器編譯這個函數(shù)的時候，就有可能會把這個函數(shù)名改成_fooii，這里的ii表示函數(shù)的第一參數(shù)和第二參數(shù)都是整型。而C編譯器卻有可能將這個函數(shù)名編譯成_foo。也就是說，在CPP編譯器得到的目標文件中，foo()函數(shù)是由_fooii符號來引用的，而在C編譯器生成的目標文件中，foo()函數(shù)是由_foo指代的。但連接器工作的時候，它可不管上層采用的是什么語言，它只認目標文件中的符號。于是，連接器將會發(fā)現(xiàn)在.cpp中調(diào)用了foo()函數(shù)，但是在其它的目標文件中卻找不到_fooii這個符號，于是提示連接過程出錯。extern"C" {}這種語法形式就是用來解決這個問題的。本文將以示例對這個問題進行說明。
首先假設(shè)有下面這樣三個文件：
C代碼 ??
在這個頭文件中只定義了一個函數(shù)，ThisIsTest()。這個函數(shù)被定義為一個外部函數(shù)，可以被包括到其它程序文件中。假設(shè)ThisIsTest()函數(shù)的實現(xiàn)位于test_extern_c.c文件中：
C代碼 ??
可以看到，ThisIsTest()函數(shù)的實現(xiàn)非常簡單，就是將兩個參數(shù)的相加結(jié)果返回而已。現(xiàn)在，假設(shè)要從CPP中調(diào)用ThisIsTest()函數(shù)：
Cpp代碼 ??
在這個CPP源文件中，定義了一個簡單的類FOO，在其成員函數(shù)bar()中調(diào)用了ThisIsTest()函數(shù)。下面看一下如果采用gcc編譯test_extern_c.c，而采用g++編譯main.cpp并與test_extern_c.o連接會發(fā)生什么情況：
[cyc@cyc src]$ gcc -c test_extern_c.c
[cyc@cycsrc]$ g++ main.cpp test_extern_c.o
[cyc@cyc src]$ ./a.out 4 5 ? ?? ? ?
result=9
可以看到，程序沒有任何異常，完全按照預(yù)期的方式工作。那么，如果將test_extern_c.h中的extern"C" {}所在的那幾行注釋掉會怎樣呢？注釋后的test_extern_c.h文件內(nèi)容如下：
C代碼 ??
之外，其它文件不做任何的改變，仍然采用同樣的方式編譯test_extern_c.c和main.cpp文件：
[cyc@cyc src]$ gcc -c test_extern_c.c
[cyc@cyc src]$ g++ main.cpptest_extern_c.o
/tmp/cca4EtJJ.o(.gnu.linkonce.t._ZN3FOO3barEii+0x10):In function `FOO::bar(int, int)':
:undefined reference to `ThisIsTest(int, int)'
collect2: ld returned 1 exit status
在編譯main.cpp的時候就會出錯，連接器ld提示找不到對函數(shù)ThisIsTest()的引用。
為了更清楚地說明問題的原因，我們采用下面的方式先把目標文件編譯出來，然后看目標文件中到底都有些什么符號：
[cyc@cyc src]$ gcc -c test_extern_c.c ?
[cyc@cyc src]$ objdump -t test_extern_c.o
test_extern_c.o:? file format elf32-i386
SYMBOL TABLE:
00000000 l ? df *ABS* 00000000test_extern_c.c
00000000 l ? d .text 00000000
00000000 l ? d .data 00000000
00000000 l ? d .bss ? 00000000
00000000 l ? d .comment ? ?00000000
00000000 g ? F .text 0000000bThisIsTest
[cyc@cyc src]$ g++ -c main.cpp ? ??
[cyc@cyc src]$ objdump -t main.o ? ??
main.o: ? file format elf32-i386
MYMBOL TABLE:
00000000 l ? df *ABS* 00000000main.cpp
00000000 l ? d .text 00000000
00000000 l ? d .data 00000000
00000000 l ? d .bss ? 00000000
00000000 l ? d .rodata ? ?00000000
00000000 l ? d.gnu.linkonce.t._ZN3FOO3barEii 00000000
00000000 l ? d .eh_frame ? ?00000000
00000000 l ? d .comment ? ?00000000
00000000 g ? F .text 00000081 main
00000000 ? ? ? *UND*00000000 atoi
00000000 ? ? ? *UND*00000000 _Znwj
00000000 ? ? ? *UND*00000000 _ZdlPv
00000000 w ? F.gnu.linkonce.t._ZN3FOO3barEii 00000027 _ZN3FOO3barEii
00000000 ? ? ? *UND*00000000 _Z10ThisIsTestii
00000000 ? ? ? *UND*00000000 printf
00000000? ? ? *UND* 00000000 __gxx_personality_v0
可以看到，采用gcc編譯了test_extern_c.c之后，在其目標文件test_extern_c.o中的有一個ThisIsTest符號，這個符號就是源文件中定義的ThisIsTest()函數(shù)了。而在采用g++編譯了main.cpp之后，在其目標文件main.o中有一個_Z10ThisIsTestii符號，這個就是經(jīng)過g++編譯器“粉碎”過后的函數(shù)名。其最后的兩個字符i就表示第一參數(shù)和第二參數(shù)都是整型。而為什么要加一個前綴_Z10我并不清楚，但這里并不影響我們的討論，因此不去管它。顯然，這就是原因的所在，其原理在本文開頭已作了說明。
那么，為什么采用了extern "C"{}形式就不會有這個問題呢，我們就來看一下當test_extern_c.h采用extern"C" {}的形式時編譯出來的目標文件中又有哪些符號：
[cyc@cyc src]$ gcc -c test_extern_c.c
[cyc@cyc src]$ objdump -t test_extern_c.o
test_extern_c.o:? file format elf32-i386
SYMBOL TABLE:
00000000 l ? df *ABS* 00000000test_extern_c.c
00000000 l ? d .text 00000000
00000000 l ? d .data 00000000
00000000 l ? d .bss ? 00000000
00000000 l ? d .comment ? ?00000000
00000000 g ? F .text 0000000bThisIsTest
[cyc@cyc src]$ g++ -c main.cpp
[cyc@cyc src]$ objdump -t main.o
main.o: ? file format elf32-i386
SYMBOL TABLE:
00000000 l ? df *ABS* 00000000main.cpp
00000000 l ? d .text 00000000
00000000 l ? d .data 00000000
00000000 l ? d .bss ? 00000000
00000000 l ? d .rodata ? ?00000000
00000000 l ? d.gnu.linkonce.t._ZN3FOO3barEii 00000000
00000000 l ? d .eh_frame ? ?00000000
00000000 l ? d .comment ? ?00000000
00000000 g ? F .text 00000081 main
00000000 ? ? ? *UND*00000000 atoi
00000000 ? ? ? *UND*00000000 _Znwj
00000000 ? ? ? *UND*00000000 _ZdlPv
00000000 w ? F.gnu.linkonce.t._ZN3FOO3barEii 00000027 _ZN3FOO3barEii
00000000 ? ? ? *UND*00000000 ThisIsTest
00000000 ? ? ? *UND*00000000 printf
00000000 ? ? ? *UND*00000000 __gxx_personality_v0
注意到這里和前面有什么不同沒有，可以看到，在兩個目標文件中，都有一個符號ThisIsTest，這個符號引用的就是ThisIsTest()函數(shù)了。顯然，此時在兩個目標文件中都存在同樣的ThisIsTest符號，因此認為它們引用的實際上同一個函數(shù)，于是就將兩個目標文件連接在一起，凡是出現(xiàn)程序代碼段中有ThisIsTest符號的地方都用ThisIsTest()函數(shù)的實際地址代替。另外，還可以看到，僅僅被extern"C"{}包圍起來的函數(shù)采用這樣的目標符號形式，對于main.cpp中的FOO類的成員函數(shù)，在兩種編譯方式后的符號名都是經(jīng)過“粉碎”了的。
因此，綜合上面的分析，我們可以得出如下結(jié)論：采用extern"C" {}這種形式的聲明，可以使得CPP與C之間的接口具有互通性，不會由于語言內(nèi)部的機制導(dǎo)致連接目標文件的時候出現(xiàn)錯誤。需要說明的是，上面只是根據(jù)我的試驗結(jié)果而得出的結(jié)論。由于對于CPP用得不是很多，了解得也很少，因此對其內(nèi)部處理機制并不是很清楚，如果需要深入了解這個問題的細節(jié)請參考相關(guān)資料。
?
注意：
用g++編譯cpp程序時，編譯器會定義宏 __cplusplus ,可根據(jù)__cplusplus是否定義決定是否需要extern "C"。
?
總結(jié)：
上面講的都是理論，和一些程序，那么實際使用時有以下集中情況：
1. 現(xiàn)在要寫一個c語言的模塊，供以后使用（以后的項目可能是c的也可能是c++的），源文件事先編譯好，編譯成.so或.o都無所謂。頭文件中聲明函數(shù)時要用條件編譯包含起來，如下：
?
C代碼 ?也就是把所有函數(shù)聲明放在some code的位置。
2. 如果這個模塊已經(jīng)存在了，可能是公司里的前輩寫的，反正就是已經(jīng)存在了，模塊的.h文件中沒有extern "C"關(guān)鍵字，這個模塊又不希望被改動的情況下，可以這樣，在你的c++文件中，包含該模塊的頭文件時加上extern "C", 如下：
Cpp代碼 ??
?????? 3.上面例子中，如果僅僅使用模塊中的1個函數(shù)，而不需要include整個模塊時，可以不include頭文件，而單獨聲明該函數(shù)，像這樣:
?
Cpp代碼 ??
然后就可一使用模塊中的這個ThisIsTest函數(shù)了。
?
?
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的c++中的 extern C的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： RandomizedLogisticRe
- 下一篇： 在C/C++中嵌入Python