探索C++的秘密之詳解extern “C”

2019-11-17 05:11:28

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供稿：網友

　　時常在cpp的代碼之中看到這樣的代碼:

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

//一段代碼

#ifdef __cplusplus
}
#endif
　　這樣的代碼到底是什么意思呢？首先，__cplusplus是cpp中的自定義宏，那么定義了這個宏的話表示這是一段cpp的代碼，也就是說，上面的代碼的含義是:假如這是一段cpp的代碼，那么加入extern "C"{和}處理其中的代碼。

　　要明白為何使用extern "C"，還得從cpp中對函數的重載處理開始說起。在c++中，為了支持重載機制，在編譯生成的匯編碼中，要對函數的名字進行一些處理，加入比如函數的返回類型等等.而在C中，只是簡單的函數名字而已，不會加入其他的信息.也就是說:C++和C對產生的函數名字的處理是不一樣的.

　　比如下面的一段簡單的函數，我們看看加入和不加入extern "C"產生的匯編代碼都有哪些變化:

int f(void)
{
return 1;
}
　　在加入extern "C"的時候產生的匯編代碼是:

.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
　　兩段匯編代碼同樣都是使用gcc -S命令產生的，所有的地方都是一樣的，唯獨是產生的函數名，一個是_f，一個是__Z1fv。

　　明白了加入與不加入extern "C"之后對函數名稱產生的影響，我們繼續我們的討論:為什么需要使用extern "C"呢？C++之父在設計C++之時，考慮到當時已經存在了大量的C代碼，為了支持原來的C代碼和已經寫好C庫，需要在C++中盡可能的支持C，而extern "C"就是其中的一個策略。

　　試想這樣的情況:一個庫文件已經用C寫好了而且運行得很良好，這個時候我們需要使用這個庫文件，但是我們需要使用C++來寫這個新的代碼。假如這個代碼使用的是C++的方式鏈接這個C庫文件的話，那么就會出現鏈接錯誤.我們來看一段代碼:首先，我們使用C的處理方式來寫一個函數，也就是說假設這個函數當時是用C寫成的:

//f1.c
extern "C"
{
void f1()
{
return;
}
}
　　編譯命令是:gcc -c f1.c -o f1.o 產生了一個叫f1.o的庫文件。再寫一段代碼調用這個f1函數:

// test.cxx
//這個extern表示f1函數在別的地方定義，這樣可以通過
//編譯，但是鏈接的時候還是需要
//鏈接上原來的庫文件.
extern void f1();

int main()
{
f1();

return 0;
}
　　通過gcc -c test.cxx -o test.o 產生一個叫test.o的文件。然后，我們使用gcc test.o f1.o來鏈接兩個文件，可是出錯了，錯誤的提示是:

test.o(.text + 0x1f):test.cxx: undefine reference to 'f1()'
　　也就是說，在編譯test.cxx的時候編譯器是使用C++的方式來處理f1()函數的，但是實際上鏈接的庫文件卻是用C的方式來處理函數的，所以就會出現鏈接過不去的錯誤:因為鏈接器找不到函數。

　　因此，為了在C++代碼中調用用C寫成的庫文件，就需要用extern "C"來告訴編譯器:這是一個用C寫成的庫文件，請用C的方式來鏈接它們。

　　比如，現在我們有了一個C庫文件，它的頭文件是f.h，產生的lib文件是f.lib，那么我們假如要在C++中使用這個庫文件，我們需要這樣寫:

extern "C"
{
#include "f.h"
}
　　回到上面的問題，假如要改正鏈接錯誤，我們需要這樣子改寫test.cxx:

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

int main()
{
f1();

return 0;
}
　　重新編譯并且鏈接就可以過去了.

　　總結

　　C和C++對函數的處理方式是不同的.extern "C"是使C++能夠調用C寫作的庫文件的一個手段，假如要對編譯器提示使用C的方式來處理函數的話，那么就要使用extern "C"來說明。