为什么会有extern “C”这样的规定?

1.引言

  C++语言的创建初衷是“a better C”,但是这并不意味着C++中类似C语言的全局变量和函数所采用的编译和连接方式与C语言完全相同。作为一种欲与C兼容的语言,C++保留了一部分过程式语言的特点(被世人称为“不彻底地面向对象”),因而它可以定义不属于任何类的全局变量和函数。但是,C++毕竟是一种面向对象的程序设计语言,为了支持函数的重载,C++对全局函数的处理方式与C有明显的不同。

2.从标准头文件说起

  某企业曾经给出如下的一道面试题:

  面试题

  为什么标准头文件都有类似以下的结构?

#ifndef __INCvxWorksh

#define __INCvxWorksh

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*...*/

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif /* __INCvxWorksh */

  分析

  显然,头文件中的编译宏“#ifndef __INCvxWorksh、#define __INCvxWorksh、#endif” 的作用是防止该头文件被重复引用。

  那么

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

 #endif

 #ifdef __cplusplus

}

#endif

  的作用又是什么呢?我们将在下文一一道来。

3.深层揭密extern "C"

  extern "C" 包含双重含义,从字面上即可得到:首先,被它修饰的目标是“extern”的;其次,被它修饰的目标是“C”的。让我们来详细解读这两重含义。

  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。记住,下列语句:

  extern int a;

  仅仅是一个变量的声明,其并不是在定义变量a,并未为a分配内存空间。变量a在所有模块中作为一种全局变量只能被定义一次,否则会出现连接错误。

  通常,在模块的头文件中对本模块提供给其它模块引用的函数和全局变量以关键字extern声明。例如,如果模块B欲引用该模块A中定义的全局变量和函数时只需包含模块A的头文件即可。这样,模块B中调用模块A中的函数时,在编译阶段,模块B虽然找不到该函数,但是并不会报错;它会在连接阶段中从模块A编译生成的目标代码中找到此函数。

  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。

  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;

  未加extern “C”声明时的编译方式

  首先看看C++中对类似C的函数是怎样编译的。

  作为一种面向对象的语言,C++支持函数重载,而过程式语言C则不支持。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。例如,在C++中,函数void foo( int x, int y )与void foo( int x, float y )编译生成的符号是不相同的,后者为_foo_int_float。

  同样地,C++中的变量除支持局部变量外,还支持类成员变量和全局变量。用户所编写程序的类成员变量可能与全局变量同名,我们以"."来区分。而本质上,编译器在进行编译时,与函数的处理相似,也为类中的变量取了一个独一无二的名字,这个名字与用户程序中同名的全局变量名字不同。

  未加extern "C"声明时的连接方式

  假设在C++中,模块A的头文件如下:

// 模块A头文件 moduleA.h

#ifndef MODULE_A_H

#define MODULE_A_H

int foo( int x, int y );

#endif

  在模块B中引用该函数:

// 模块B实现文件 moduleB.cpp

#include "moduleA.h"

foo(2,3);

  实际上,在连接阶段,连接器会从模块A生成的目标文件moduleA.obj中寻找_foo_int_int这样的符号!

  加extern "C"声明后的编译和连接方式

  加extern "C"声明后,模块A的头文件变为:

// 模块A头文件 moduleA.h

#ifndef MODULE_A_H

#define MODULE_A_H

extern "C" int foo( int x, int y );

#endif

  在模块B的实现文件中仍然调用foo( 2,3 ),其结果是:

  (1)模块A编译生成foo的目标代码时,没有对其名字进行特殊处理,采用了C语言的方式;

  (2)连接器在为模块B的目标代码寻找foo(2,3)调用时,寻找的是未经修改的符号名_foo。

  如果在模块A中函数声明了foo为extern "C"类型,而模块B中包含的是extern int foo( int x, int y ) ,则模块B找不到模块A中的函数;反之亦然。

  所以,可以用一句话概括extern “C”这个声明的真实目的(任何语言中的任何语法特性的诞生都不是随意而为的,来源于真实世界的需求驱动。我们在思考问题时,不能只停留在这个语言是怎么做的,还要问一问它为什么要这么做,动机是什么,这样我们可以更深入地理解许多问题):

  实现C++与C及其它语言的混合编程。

明白了C++中extern "C"的设立动机,我们下面来具体分析extern "C"通常的使用技巧。

  4.extern "C"的惯用法

  (1)在C++中引用C语言中的函数和变量,在包含C语言头文件(假设为cExample.h)时,需进行下列处理:

extern "C"

{

#include "cExample.h"

}

  而在C语言的头文件中,对其外部函数只能指定为extern类型,C语言中不支持extern "C"声明,在.c文件中包含了extern "C"时会出现编译语法错误。

  笔者编写的C++引用C函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下:

/* c语言头文件:cExample.h */

#ifndef C_EXAMPLE_H

#define C_EXAMPLE_H

extern int add(int x,int y);    //注:写成extern "C" int add(int , int ); 也可以

#endif

/* c语言实现文件:cExample.c */

#include "cExample.h"

int add( int x, int y )

{

 return x + y;

}

// c++实现文件,调用add:cppFile.cpp

extern "C"

{

 #include "cExample.h"        //注:此处不妥,如果这样编译通不过,换成 extern "C" int add(int , int ); 可以通过

}

int main(int argc, char* argv[])

{

 add(2,3);

 return 0;

}

  如果C++调用一个C语言编写的.DLL时,当包括.DLL的头文件或声明接口函数时,应加extern "C" { }。

  (2)在C中引用C++语言中的函数和变量时,C++的头文件需添加extern "C",但是在C语言中不能直接引用声明了extern "C"的该头文件,应该仅将C文件中将C++中定义的extern "C"函数声明为extern类型。

  笔者编写的C引用C++函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下:

//C++头文件 cppExample.h

#ifndef CPP_EXAMPLE_H

#define CPP_EXAMPLE_H

extern "C" int add( int x, int y );

#endif

//C++实现文件 cppExample.cpp

#include "cppExample.h"

int add( int x, int y )

{

 return x + y;

}

/* C实现文件 cFile.c

/* 这样会编译出错:#include "cExample.h" */

extern int add( int x, int y );

int main( int argc, char* argv[] )

{

 add( 2, 3 );

 return 0;

}

如果深入理解了第3节中所阐述的extern "C"在编译和连接阶段发挥的作用,就能真正理解本节所阐述的从C++引用C函数和C引用C++函数的惯用法。对第4节给出的示例代码,需要特别留意各个细节。

C++ Primer Plus 第6版 中文版 清晰有书签PDF+源代码 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101227.htm

读C++ Primer 之构造函数陷阱 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40176.htm

读C++ Primer 之智能指针 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40177.htm

读C++ Primer 之句柄类 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40175.htm

将C语言梳理一下,分布在以下10个章节中:

  1. Linux-C成长之路(一):Linux下C编程概要 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242.htm
  2. Linux-C成长之路(二):基本数据类型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p2.htm
  3. Linux-C成长之路(三):基本IO函数操作 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p3.htm
  4. Linux-C成长之路(四):运算符 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p4.htm
  5. Linux-C成长之路(五):控制流 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p5.htm
  6. Linux-C成长之路(六):函数要义 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p6.htm
  7. Linux-C成长之路(七):数组与指针 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p7.htm
  8. Linux-C成长之路(八):存储类,动态内存 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p8.htm
  9. Linux-C成长之路(九):复合数据类型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p9.htm
时间: 2024-11-05 17:23:31

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extern关键字

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关键字extern和static

extern有两个作用,第一个,当它与"C"一起连用时,如: extern "C" void fun(int a, int b);则告诉编译器在编译fun这个函数名时按着C的规则去翻译相应的函数名而不是C++的,C++的规则在翻译这个函数名时会把fun这个名字变得面目全非,可能是[email protected]_int_int#%$也可能是别的,这要看编译器的"脾气"了(不同的编译器采用的方法不一样),因为C++支持函数的重载    第二,当e

static和extern使用 /static和const联合使用

static: 1.修饰局部变量,被static修饰局部变量,延长生命周期,跟整个应用程序有关 * 被static修饰局部变量,只会分配一次内存 * 被static修饰局部变量什么分配内存? 程序一运行就会给static修饰变量分配内存 2.修饰全局变量,被static修饰全局变量,作用域会修改,只能在当前文件下使用 extern:声明外部全局变量,注意:extern只能用于声明,不能用于定义 extern工作原理:先会去当前文件下查找有没有对应全局变量,如果没有,才回去其他文件查找 exter

C# 关键字extern用法

修饰符用于声明在外部实现的方法.extern 修饰符的常见用法是在使用 Interop 服务调入非 托管代码时与 DllImport 属性一起使用:在这种情况下,该方法还必须声明为 static,如下面的示例所示:[DllImport("avifil32.dll")]private static extern void AVIFileInit(); 注意 extern 关键字还可以定义外部程序集别名,使得可以从单个程序集中引用同一组件的不同版本. 将 abstract(C# 参考)和

c++多个源文件共用一个全局变量(extern 的用法)

例子: 头文件:state.h    源文件:state.cpp 其它源文件:t1.cpp   t2.cpp  t3.cpp,  这些源文件都包含头文件state.h. 需要定义一个全局变量供这些源文件中使用:方法如下 1.在 state.h声明全局变量: extern int a; 2.在state.cpp中定义该全局变量:int a = 10; 这样其它源文件就可以使用该变量啦 这里需要的是“声明”,不是“定义”!根据C++标准的规定,一个变量声明必须同时满足两个条件,否则就是定义:    

const/static/extern/self/super

一 .const 和 宏 的区别 const简介:之前常用的字符串常量,一般是抽成宏,但是苹果不推荐我们抽成宏,推荐我们使用const常量. 编译时刻:宏是预编译(编译之前处理),const是编译阶段. 编译检查:宏不做检查,不会报编译错误,只是替换,const会编译检查,会报编译错误. 宏的好处:宏能定义一些函数,方法. const不能. 宏的坏处:使用大量宏,容易造成编译时间久,每次都需要重新替换. 注意: 有很多博客(Blog)描述宏时,说使用宏会消耗很多内存,这种说法并不正确.它并不会生

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