C/C++中的符号与extern C的作用

很多人都知道，在C++中调用C的api， 需要在C++中使用extern "C"来修饰。那么，为什么呢？？？

我们需要先来了解几个概念：

符号： 在链接中，我们将函数和变量统称为符号（Symbol）, 函数名或变量名就是符号名（Symbol Name）。

每个目标文件（使用gcc -c参数编译出来的.o文件）都会有一个相应的符号表（Symbol Table）。这个表里面记录了目标文件中所用到的所有符号。每个定义的符号都有一个对应的值，叫做符号值（Symbol Value）,对于变量和函数来说，符号值就是他们的地址。

首先我们来了解下符号表。我们都知道gcc编译出来的可执行文件elf格式中有个段: text代码段、data数据段保存已初始化的全局变量、bss段保存未初始化的变量等等。其实还有其他段，我们可以用readelf命令来看下：

我们先写个简单的代码：

/*  file : lib.h  */
#ifndef __LIB_H__
#define __LIB_H__


void foobar();

#endif
#endif

 

/*  file: lib.c   */

#include 
#include 
#include 
#include 
#include "lib.h"

int number = 0;

void foobar()
{
	printf("PID:%d number: %d\n",getpid(),number);
	number++;
	printf("PID:%d number: %d\n",getpid(),number);
}

 

编译：

下面我们可以使用readelf -S来查看目标文件了。

好了，现在我们知道符号表里存着我们在代码里一些变量名和函数，我们还可以使用nm命令来查看具体的符号值。

 

接着，同学们可能会有疑问，讲了那么多符号的内容，可是跟我extern C有什么关系？？？逗我呢？？？

其实我们很接近答案了，我们都知道C++使用g++来编译，那我们就编译一下看看里面的符号表好了。

有没有发现？使用gcc或者g++编译的，生成的目标文件的符号不一样！！！

假如我们给 foobar 加上 extern "C"修饰：

#ifndef __LIB_H__
#define __LIB_H__
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
	void foobar();
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

编译结果：

又变回我们熟悉的foobar了。需要特别注意的是，在g++编译时，会自动定义__cplusplus， 所以可以根据这个宏定义来判断是编译C还是C++.

 

其实上述内容涉及到符号修饰与函数签名。我们都知道在c++中拥有类、继承、重载、名称空间等特性，这些特性使得符号管理非常复杂。比如：两个名字相同但参数不同的函数foo(int )和foo(double )，按照C的特性是无法处理，会报编译错误信息。但在C++中，这两个函数签名并不相同，所以并不冲突。注意，函数签名不仅跟函数名有关系，还跟参数有关系，所以函数签名不一样。

在C++中，为了支持这些复杂的特性，人们发明了符号修饰（Name Decroation）的机制

例如在上述代码中，

void foobar()函数在C++中经过符号修饰的后的名称变为_Z6foobarv

 

具体符号修饰的规则就不在本节介绍了。我们要了解清楚extern C的作用就好了。extern C就是告诉编译器不要使用c++的符号修饰，这样生成的符号跟C还是一样的，就能在C++中链接C库了。