C与C++混编所遇到的问题

今天团队成员做了一个PID算法，是用C语言实现的。而我的图像处理算法依赖于opencv库，使用的C++，要在C++中嵌入C语言，一般的函数g++是兼容的，但是队友用了信号的方式进行进程控制，按照一般方式编译总是会出现如下的错误：

error: invalid conversion from 'void (*)()' to '__sighandler_t {aka void (*)(int)}' [-fpermissive]

从错误的字面意思判断，初始化信号的时候，安装处理函数时，不能正常初始化，格式上是不被容许的。

把PID处理的C程序编译一遍，没有错。使用g++进行编译会一直出现这样的错误～网上google一下，有人说是缺少“time.h”头文件，我查找了下并没有缺少。突然想到，我使用的是C与C++混编，是不是编译器处理的时候造成格式不同的原因，才会造成这个错误！后面确认确实是这个错误！下面我将处理的过程描述一遍。

说到C与C++混编，不得不提一下extern “C”，这个是最常用的，它有什么作用呢？其作用有以下几点：

1. extern "C"的真实目的是实现类C和C++的混合编程。extern “C”是由Ｃ＋＋提供的一个连接交换指定符号，用于告诉Ｃ＋＋这段代码是Ｃ函数。extern “C”后面的函数不使用的C++的名字修饰,而是用C。这是因为C++编译后库中函数名会变得很长，与C生成的不一致，造成Ｃ＋＋不能直接调用C函数。

2.C++语言支持函数重载，C语言不支持函数重载。函数被C++编译后在库中的名字与C语言的不同。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。C++提供了C连接交换指定符号extern“C”来解决名字匹配问题。

3.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。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。

4.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。

下面看一道腾讯的面试题，解释下面的代码：

	#ifndef  BAT_INCLUDE
 	#define    BAT_INCLUDED
	  
 	#ifdef __cplusplus
 	extern "C" {
 	#endif /* __cplusplus */
 	  
 	/*.................................
 	 * do something here
 	 *.................................
 	 */ 	  
 	#ifdef __cplusplus
 	}
 	#endif /* __cplusplus */
     #endif /* BAT_INCLUDED */

首先，我们来理解下 #ifndef #endif 的作用？这个表达的是条件编译。为了解释一个问题，我假设这些内容包含于bat.h中， bat.h可能在项目中被多个源文件包含（#include "bat.h"），而对于一个大型项目来说，这些冗余可能导致错误，因为一个头文件包含类定义或inline函数，在一个源文件中bat.h可能会被#include两次（如，alibaba.h头文件包含了bat.h，而在baidu.c文件中#include alibaba.h和bat.h）——这就会出错（在同一个源文件中一个结构体、类等被定义了两次）。 从逻辑观点和减少编译时间上，都要求去除这些冗余。然而让程序员去分析和去掉这些冗余，不仅枯燥且不太实际，最重要的是有时候又需要这种冗余来保证各个模块的独立。 为了解决这个问题，上面代码中的

#ifndef BAT_INCLUDED
#define    BAT_INCLUDED
/*……………………………*/
#endif /* BAT_INCLUDED */

就起作用了。如果定义了BAT_INCLUDED，#ifndef  #endif之间的内容就被忽略掉。因此，编译时第一次看到BAT.h头文件，它的内容会被读取且给定BAT_INCLUDED一个值。之后再次看到bat.h头文件时，BAT_INCLUDED就已经定义了，BAT.h的内容就不会再次被读取了。

下面解释：

#ifdef __cplusplus
       extern "C" {
       #endif
       #ifdef __cplusplus
       }
       #endif

_cplusplus标示符用来判断程序是用c还是c++编译程序编译的。当编译c++程序时，这个标示符会被定义，编译c程序时，不会定义。于C++文档的头文件中，上面代码的意思是：如果是C++文件（*.cpp）后缀，则使用extern “C”，在C++项目中经常见到。

接下来处理今天遇到的问题，C++中如何调用C程序。看下面一个简单的例子：

1、hello.h中输入：

#ifndef  HELLO_H
#define  HELLO_H
#include 
extern void print(char* );
#endif

2、hello.c中输入：

#include "hello.h"
void print(char* data)
{
     printf("%s\n", data);
}

3、main.cpp中输入：

extern "C"{
#include "hello.h"
}
int main(void)
{
print(“hello,world\n”);
return 0;
}

编写makefile文件：

main：
          gcc  -c hello.c 
          g++ main.c hello.o -o main

按照上面的思路对我的程序进行修改后，但是又出现一大堆这样的错误： multiple definition of XXX，好多变量重定义。我有两个文件PID.c smart_cat.cpp中含有PID.h文件，确实是重定义了，怎么解决呢？找到几个方案是，全局变量不能在.h中声明，也就是在PID.h中声明的全局变量是不对的，解决方案是在PID.c只中哦你声明，然后在smart_car.cpp中使用关键字extern把所有的变量声明下，告诉编译器这些变量已经在别的文件中定义的。

拓展一下，下面看看C中如何调用C++，看下面的代码进行理解：

1、cpp头文件：animal.h：

#ifndef __ANIMAL_H__  //防止被重复包含
#define __ANIMAL_H__
class ANIMAL{
public:
        ANIMAL(char* );
        ~ANIMAL();
        char* getname(void);
private:
        char* name;
};
#endif  // __ANIMAL_H__

2、cpp文件：animal.cpp：

#include "animal.h"
#include 
#include 
using namespace std;
ANIMAL::ANIMAL(char* data)//构造函数
{    name = new char[64];
        strcpy(name, data);
}
ANIMAL::~ANIMAL() //析构函数
{
       if(name)
      {
        delete[] name;
        name = NULL;
      }
}
char* ANIMAL::getname(void)
{       
    return name;
}

3、中间层cpp头文件：middle.h：

#ifndef __MIDDLE_H__
#define __MIDDLE_H__
  
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
void print(void);
  
#ifdef __cplusplus
}
#endif
  
#endif

4、中间层cpp文件：middle.cpp

#include "middle.h"
#include "animal.h"
  
#include 
using namespace std;
void print(void) //对外接口
{
        ANIMAL animal("dog");
        char* animal_name = animal.getname();
        cout << "animal name is :" << animal_name << endl;
}

5.main.c：

#include "middle.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
print();
return 0;
}

makefile文件：

main: test.o animal.o middle.o

gcc -o main middle.o animal.o main.o -lstdc++

animal.o:animal.h

g++ -c animal.cpp

middle.o:middle.h

g++ -c middle.cpp

clean:

rm -f middle.o animal.o main