关于“#ifdef __cplusplus” 和 " extern "C" 的问题

解释一

 

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。因为如果要变出dll的话,那么C和C++编译出来的dll中的导出函数名是不一样的,void function()  再C里面的导出函数名可能就是function而C++中导出函数名可能是@function@xxx之类乱七八糟的符号,为了调用方便,有些情况下用C风格的导出函数,也可以方便java或者其他的编程语言调用dll。

 

解释二

 

在下面的函数不使用的C++的名字修饰,而是用C的

// MyCFuncs.h
#ifdef __cplusplus
extern "C" { //only need to export C interface if
// used by C++ source code
#endif

__declspec( dllimport ) void MyCFunc();
__declspec( dllimport ) void AnotherCFunc();

#ifdef __cplusplus
}
#endif

 

当我们想从C++中调用C的库时,(注,驱动是用C写的,连new、delete也不能用,郁闷)不能仅仅说明一个外部函数,因为调用C函数的编译代码和调用C++函数的编译代码是不同的。如果你仅说明一个外部函数, C++编译器假定它是

C++的函数编译成功了,但当你连接时会发现很可爱的错误。
解决的方法就是指定它为C函数extern "c" 函数描述
指定一群函数的话:

extern "C"{
n个函数描述
}

如果想C和C++混用的话:

#ifdef _cplusplus
extern "C"{
#endif
n个函数描述
#ifdef _cplusplus
}
#endif

extern "C"表示编译生成的内部符号名使用C约定。

C++支持函数重载,而C不支持,两者的编译规则也不一样。函数被C++编译后在符号库中的名字与C语言的不同。例如,假设某个函数的原型为: void foo( int x, int y ); 该函数被C编译器编译后在符号库中的名字可能为_foo,而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字(不同的编译器可能生成的名字不同,但是都采用了相同的机制,生成的新名字称为“mangled name”)。_foo_int_int这样的名字包含了函数名、函数参数数量及类型信息,C++就是靠这种机制来实现函数重载的。下面以例子说明,如何在C++中使用C的函数,

或者在C中使用C++的函数。

C++引用C函数的例子

//test.c
#include <stdio.h>
void mytest()
{
printf("mytest in .c file ok\n");
}
//main.cpp
extern "C"
{
void mytest(); //声明函数就行了
}
int main()
{
mytest();
return 0;
}

在C中引用C++函数
在C中引用C++语言中的函数和变量时,C++的函数或变量要声明在extern "C"{}里,但是在C语言中不能使用extern "C",否则编译出错。

//test.cpp
#include <stdio.h>
extern "C"
{
void mytest()
{
printf("mytest in .cpp file ok\n");
}
}
//main.c
void mytest(); //声明函数就行了
int main()
{
mytest();
return 0;
}


综合使用
一般我们都将函数声明放在头文件,当我们的函数有可能被C或C++使用时,但我们无法确定函数是在c还是cpp里面被定义(cxx都算,如苹果是mm,google是cc),也就无法确定是否要将函数声明在extern "C"里,所以,我们应该添加
xxx.h

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
//函数声明
#ifdef __cplusplus
}
#endif

如果我们注意到,很多头文件都有这样的用法,比如string.h,等等。

//test.h
#ifdef __cplusplus
#include <iostream>
using namespace std;
extern "C"
{
#endif
void mytest();
#ifdef __cplusplus
}
#endif

这样,可以将mytest()的实现放在.c或者.cpp文件中,可以在.c或者.cpp文件中include "test.h"后使用头文件里面的函数,而不会出现编译错误。一般情况下,只需要把_cpluscplus和extern "C"的关键字放到h文件就行了,c文件和cpp文件包含这个头文件,而不需要在加入这两个关键字,以下是特殊情况,因为cout不能再c里面用。

//test.c或者test.cpp
#include "test.h"
void mytest()
{
#ifdef __cplusplus
cout << "cout mytest extern ok " << endl;
#else
printf("printf mytest extern ok n");
#endif
}
//main.cpp
#include "test.h"
int main()
{
mytest();
return 0;
}


总之,以后再见到这样的用法就不要大惊小怪了。



 

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