extern"c"

extern "C" 包含雙重含義,從字面上即可得到:首先,被它修飾的目標是“extern”的;其次,被它修飾的目標是“C”的。讓我們來詳細解讀這兩重含義。

extern “c”

含義

(1) 被extern限定的函式或變數是extern類型的:

a.extern修飾變數的聲明。舉例來說,如果檔案a.c需要引用b.c中變數int v,就可以在a.c中聲明externint v,然後就可以引用變數v。這裡需要注意的是,被引用的變數v的連結屬性必須是外連結(external)的,也就是說a.c要引用到v,不只是取決於在a.c中聲明externint v,還取決於變數v本身是能夠被引用到的。這涉及到c語言的另外一個話題--變數的作用域。能夠被其他模組以extern修飾符引用到的變數通常是全局變數。還有很重要的一點是,externint v可以放在a.c中的任何地方,比如你可以在a.c中的函式fun定義的開頭處聲明extern int v,然後就可以引用到變數v了,只不過這樣只能在函式fun作用域中引用v罷了,這還是變數作用域的問題。對於這一點來說,很多人使用的時候都心存顧慮。好像extern聲明只能用於檔案作用域似的。

b.extern修飾函式聲明。從本質上來講,變數和函式沒有區別。函式名是指向函式二進制塊開頭處的指針。如果檔案a.c需要引用b.c中的函式,比如在b.c中原型是int fun(int mu),那么就可以在a.c中聲明extern int fun(int mu),然後就能使用fun來做任何事情。就像變數的聲明一樣,externint fun(int mu)可以放在a.c中任何地方,而不一定非要放在a.c的檔案作用域的範圍中。對其他模組中函式的引用,最常用的方法是包含這些函式聲明的頭檔案。使用extern和包含頭檔案來引用函式有什麼區別呢?extern的引用方式比包含頭檔案要簡潔得多!extern的使用方法是直截了當的,想引用哪個函式就用extern聲明哪個函式。這大概是KISS原則的一種體現吧!這樣做的一個明顯的好處是,會加速程式的編譯(確切的說是預處理)的過程,節省時間。在大型C程式編譯過程中,這種差異是非常明顯的。

(2) 被extern "C"修飾的變數和函式是按照C語言方式編譯和連線的;

未加extern“C”聲明時的編譯方式。

首先看看C++中對類似C的函式是怎樣編譯的。

作為一種面向對象的語言,C++支持函式重載,而過程式語言C則不支持。函式被C++編譯後在符號庫中的名字與C語言的不同。例如,假設某個函式的原型為:

void foo( int x, int y );

該函式被C編譯器編譯後在符號庫中的名字為_foo,而C++編譯器則會產生像_foo_int_int之類的名字(不同的編譯器可能生成的名字不同,但是都採用了相同的機制,生成的新名字稱為“mangled name”)。_foo_int_int這樣的名字包含了函式名、函式參數數量及類型信息,C++就是靠這種機制來實現函式重載的。例如,在C++中,函式void foo( int x, int y )與void foo( int x, float y )編譯生成的符號是不相同的,後者為_foo_int_float。

同樣地,C++中的變數除支持局部變數外,還支持類成員變數和全局變數。用戶所編寫程式的類成員變數可能與全局變數同名,我們以"."來區分。而本質上,編譯器在進行編譯時,與函式的處理相似,也為類中的變數取了一個獨一無二的名字,這個名字與用戶程式中同名的全局變數名字不同。

實例

未加extern"C"聲明時的連線方式

假設在C++中,模組A的頭檔案如下:

// 模組A頭檔案 moduleA.h

#ifndef MODULE_A_H

#define MODULE_A_H

int foo( int x, int y );

#endif

在模組B中引用該函式:

// 模組B實現檔案 moduleB.cpp

#i nclude "moduleA.h"

foo(2,3);

實際上,在連線階段,連線器會從模組A生成的目標檔案moduleA.obj中尋找_foo_int_int這樣的符號!

加extern "C"聲明後的編譯和連線方式

加extern "C"聲明後,模組A的頭檔案變為:

// 模組A頭檔案 moduleA.h

#ifndef MODULE_A_H

#define MODULE_A_H

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

#endif

在模組B的實現檔案中仍然調用foo(2,3),其結果是:

(1)模組A編譯生成foo的目標代碼時,沒有對其名字進行特殊處理,採用了C語言的方式;

(2)連線器在為模組B的目標代碼尋找foo(2,3)調用時,尋找的是未經修改的符號名_foo。

如果在模組A中函式聲明了foo為extern "C"類型,而模組B中包含的是extern int foo( int x, int y ) ,則模組B找不到模組A中的函式;反之亦然。

所以,可以用一句話概括extern“C”這個聲明的真實目的(任何語言中的任何語法特性的誕生都不是隨意而為的,來源於真實世界的需求驅動。我們在思考問題時,不能只停留在這個語言是怎么做的,還要問一問它為什麼要這么做,動機是什麼,這樣我們可以更深入地理解許多問題):

實現C++與C及其它語言的混合編程。

明白了C++中extern "C"的設立動機,我們下面來具體分析extern "C"通常的使用技巧。

extern "C"的慣用法

(1)在C++中引用C語言中的函式和變數,在包含C語言頭檔案(假設為cExample.h)時,需進行下列處理:

extern "C"

{

#i nclude "cExample.h"

}

而在C語言的頭檔案中,對其外部函式只能指定為extern類型,C語言中不支持extern "C"聲明,在.c檔案中包含了extern "C"時會出現編譯語法錯誤。

筆者編寫的C++引用C函式例子工程中包含的三個檔案的原始碼如下:

/*c語言頭檔案:cExample.h */

#ifndef C_EXAMPLE_H

#define C_EXAMPLE_H

externint add(int x,int y);

#endif

/*c語言實現檔案:cExample.c */

#i nclude "cExample.h"

int add( int x, int y )

{

return x + y;

}

//c++實現檔案,調用add:cppFile.cpp

extern "C"

{

#i nclude "cExample.h"

}

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

{

add(2,3);

return 0;

}

(注意這裡如果用GCC編譯的時候,請先使用gcc -c選項生成cExample.o,再使用g++ -o cppFile cppFile.cpp cExample.o才能生成預期的c++調用c函式的結果,否則,使用g++ -o cppFile cppFile.cpp cExample.c編譯器會報錯;而當cppFile.cpp 檔案中不使用下列語句

extern "C"

{

#i nclude "cExample.h"

}

而改用

#i nclude "cExample.h"

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

g++ -o cppFile cppFile.cpp cExample.c的編譯過程會把add函式按c++的方式解釋為_foo_int_int這樣的符號。

如果C++調用一個C語言編寫的.DLL時,當包括.DLL的頭檔案或聲明接口函式時,應加extern "C" { }。

(2)在C中引用C++語言中的函式和變數時,C++的頭檔案需添加extern "C",但是在C語言中不能直接引用聲明了extern "C"的該頭檔案,應該僅將C檔案中將C++中定義的extern "C"函式聲明為extern類型。

筆者編寫的C引用C++函式例子工程中包含的三個檔案的原始碼如下:

//C++頭檔案 cppExample.h

#ifndef CPP_EXAMPLE_H

#define CPP_EXAMPLE_H

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

#endif

//C++實現檔案 cppExample.cpp

#i nclude "cppExample.h"

int add( int x, int y )

{

return x + y;

}

/* C實現檔案 cFile.c

/* 這樣會編譯出錯:#i nclude "cppExample.h" */

extern int add( int x, int y );

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

{

add( 2, 3 );

return 0;

}

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