【C/C++】#ifdef __cplusplus extern "C" 到底是什么意思？

时常在 cpp 文件中看到这样的代码：

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

//一段代码

#ifdef __cplusplus
}
#endif

这段代码到底是什么意思呢？
首先，__cplusplus 是 cpp 中的自定义宏，那么定义了这个宏的话就表示这是一段 cpp 的代码。
故，上面的代码的含义是：如果这是一段cpp的代码，那么加入 extern "C"{ 和 } 处理其中的代码。

要明白为何使用 extern "C"，还得从 cpp 中对函数的重载处理开始说起。
在 C++ 中，为了支持重载机制，在编译生成的汇编码中，要对函数的名字进行一些处理，加入比如函数的返回类型等等；
而在 C 中，只是简单的函数名字而已，不会加入其他的信息。也就是说，C++ 和 C 对函数名的处理是不一样的。

比如下面的一段简单的函数，我们看看加入和不加入 extern "C" 产生的汇编代码都有哪些不同：

int f(void) {
    return 1;
}

在加入 extern "C" 时产生的汇编代码是：

.file "test.cxx"
.text
.align 2
.globl _f
.def _f; .scl 2; .type 32; .endef
_f:
pushl %ebp
movl %esp， %ebp
movl $1， %eax
popl %ebp
ret

不加 extern "C" 产生的汇编代码是：

.file "test.cxx"
.text
.align 2
.globl __Z1fv
.def __Z1fv; .scl 2; .type 32; .endef
__Z1fv:
pushl %ebp
movl %esp， %ebp
movl $1， %eax
popl %ebp
ret

两段汇编代码同样都是使用 gcc -S 命令产生的，所有的地方都是一样的，唯独除函数名不一样：一个是 _f，一个是 __Z1fv。

明白了加入与不加入 extern "C" 对函数名产生的影响，我们继续之前的讨论：为什么需要使用 extern "C" 呢？C++ 之父在设计 C++ 之时，考虑到当时已经存在了大量的C代码，为了支持原来的 C 代码和已经写好 C 库，需要在 C++ 中尽可能的支持 C，而 extern "C" 就是其中的一个策略。

试想这样的情况：一个库文件已经用 C 写好了而且运行得很良好，这个时候我们需要使用这个库文件，但是我们需要使用 C++ 来写这个新的代码。如果这个代码使用的是 C++ 的方式链接这个 C 库文件的话，就会出现链接错误。
我们来看一段代码：首先，我们使用 C 的处理方式来写一个函数，即假设这个函数当时是用 C 写的：

//f1.c
extern "C" {
void f1() {
    return;
}
}

编译命令是：gcc -c f1.c -o f1.o，产生了一个叫 f1.o 的库文件。
再写一段代码调用这个 f1 函数：

// test.cxx
//这个extern表示f1函数在别的地方定义，这样可以通过
//编译，但是链接的时候还是需要
//链接上原来的库文件.
extern void f1();

int main() {
    f1();
    return 0;
}

通过 gcc -c test.cxx -o test.o 产生一个叫 test.o 的文件。然后，我们使用 gcc test.o f1.o 来链接两个文件，可是出错了，错误的提示是:
test.o(.text + 0x1f):test.cxx: undefine reference to 'f1()'

也就是说，在编译 test.cxx 的时候编译器是使用 C++ 的方式来处理 f1() 函数的，但是实际上链接的库文件却是用 C 的方式来处理函数的，所以就会出现无法链接的错误：因为链接器找不到函数。

因此，为了在 C++ 代码中调用用 C 写成的库文件，就需要用 extern "C" 来告诉编译器：这是一个用 C 写成的库文件，请用 C 的方式来链接它们。
比如，现在我们有了一个 C 库文件，它的头文件是 f.h，产生的 lib 文件是f.lib，那么我们如果要在 C++ 中使用这个库文件，我们需要这样写：

extern "C" {
#include "f.h"
}

回到上面的问题，如果要改正链接错误，我们需要这样子改写 test.cxx：

extern "C" {
extern void f1();
}

int main() {
    f1();
    return 0;
}

重新编译并且链接就可以通过了。

总结

C 和 C++ 对函数的处理方式是不同的。extern "C" 是使 C++ 能够调用 C 写作的库文件的一个手段，如果要对编译器提示使用 C 的方式来处理函数的话，那么就要使用 extern "C" 来说明。

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