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【C/C++】#ifdef __cplusplus extern

【C/C++】#ifdef __cplusplus extern

作者: 4thirteen2one | 来源:发表于2019-05-31 18:39 被阅读0次

    时常在 cpp 文件中看到这样的代码:

    #ifdef __cplusplus
    extern "C" {
    #endif
    
    //一段代码
    
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    

    这段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就表示这是一段 cpp 的代码。
    故,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"{} 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 对函数名的处理是不一样的。

    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不同:

    int f(void) {
        return 1;
    }
    

    在加入 extern "C" 时产生的汇编代码是:

    .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
    

    不加 extern "C" 产生的汇编代码是:

    .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,唯独除函数名不一样:一个是 _f,一个是 __Z1fv

    明白了加入与不加入 extern "C" 对函数名产生的影响,我们继续之前的讨论: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,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,即假设这个函数当时是用 C 写的:

    //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,所以就会出现无法链接的错误: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通过了。

    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。

    【转载自:原文

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