探索C++的秘密之详解extern "C"

探索 C++ 的秘密之详解 extern "C"

 

　　时常在 cpp 的代码之中看到这样的代码 :
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
// 一段代码
#ifdef __cplusplus
}
#endif
　　这样的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表示这是一段 cpp 的代码，也就是说，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 对产生的函数名字的处理是不一样的。
　　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变化 :
int f(void)
{
return 1;
}
　　在加入 extern "C" 的时候产生的汇编代码是 :

.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
　　但是不加入了 extern "C" 之后

.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，唯独是产生的函数名，一个是 _f ，一个是 __Z1fv 。
　　明白了加入与不加入 extern "C" 之后对函数名称产生的影响，我们继续我们的讨论 : 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，那么就会出现链接错误。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，也就是说假设这个函数当时是用 C 写成的 :
//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，所以就会出现链接过不去的错误 : 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过去了 .
　　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。