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C++中的extern “C”用法詳解

更新時(shí)間：2015年03月17日 09:45:03 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了C++中的extern “C”用法詳解,簡單來說,extern “C”是C++聲明或定義C語言符號(hào)的方法,是為了與C兼容,需要的朋友可以參考下

簡單來說，extern “C”是C++聲明或定義C語言符號(hào)的方法，是為了與C兼容。說來容易，要理解起來還是得費(fèi)些周折，首先我們要從C++和C的區(qū)別說起。

符號(hào)

大家都知道，從代碼到可執(zhí)行程序需要經(jīng)過編譯和鏈接兩個(gè)過程，其中編譯階段會(huì)做語法檢測，代碼展開，另外它還會(huì)做一件事，就是將變量轉(zhuǎn)成符號(hào)，鏈接的時(shí)候其實(shí)是通過符號(hào)來定位的。編譯器在編譯C和C++代碼時(shí)，將變量轉(zhuǎn)成符號(hào)的過程是不同的。本文所使用的編譯器為gcc4.4.7

我們先來看一段簡單的代碼

復(fù)制代碼代碼如下:

/* hello.c */  

#include <stdio.h>  

const char* g_prefix = "hello ";  

void hello(const char* name)  

{  

    printf("%s%s", g_prefix, name);  

}

注意，這里的文件名為hello.c，我們執(zhí)行編譯gcc -c hello.c得到目標(biāo)文件hello.o，在Linux下用nm查看目標(biāo)文件的符號(hào)表得到如下結(jié)果($符號(hào)代表shell命令提示符)

復(fù)制代碼代碼如下:

$ nm hello.o  

0000000000000000 D g_prefix  

0000000000000000 T hello  

                 U printf

這是C代碼編譯后的符號(hào)列表，其中第三列為編譯后的符號(hào)名，我們主要看自己定義的全局變量g_prefix和函數(shù)hello，它們的編譯后的符號(hào)名和代碼里的名字是一樣的。我們將hello.c重命名為hello.cpp，重新編譯gcc -c hello.cpp得到hello.o，在用nm查看，結(jié)果如下

復(fù)制代碼代碼如下:

0000000000000000 T _Z5helloPKc  

                 U __gxx_personality_v0  

0000000000000000 D g_prefix  

                 U printf

這是C++代碼編譯后的符號(hào)列表，gcc會(huì)自動(dòng)根據(jù)文件后綴名來識(shí)別C和C++代碼，這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)g_prefix的符號(hào)沒變，但函數(shù)hello的符號(hào)變成了_Z5helloPKc，這就說明gcc在編譯C和C++代碼時(shí)處理方式是不一樣的，對于C代碼，變量的符號(hào)名就是變量本身（在早期編譯器會(huì)為C代碼變量前加下劃線_，現(xiàn)在默認(rèn)都不會(huì)了，在編譯時(shí)可以通過編譯選項(xiàng)-fno-leading-underscore和-fleading-underscore來顯式設(shè)置），而對于C++代碼，如果是數(shù)據(jù)變量并且沒有嵌套，符號(hào)名也是本身，如果變量名有嵌套（在名稱空間或類里）或者是函數(shù)名，符號(hào)名就會(huì)按如下規(guī)則來處理

1、符號(hào)以_Z開始
2、如果有嵌套，后面緊跟N，然后是名稱空間、類、函數(shù)的名字，名字前的數(shù)字是長度，以E結(jié)尾
3、如果沒嵌套，則直接是名字長度后面跟著名字
4、最后是參數(shù)列表，類型和符號(hào)對應(yīng)關(guān)系如下

復(fù)制代碼代碼如下:

    int    -> i  

    float  -> f  

    double -> d  

    char   -> c  

    void   -> v  

    const  -> K  

    *      -> P

這樣就很好理解為什么C++代碼里的void hello(const char*)編譯之后符號(hào)為_Z5helloPKc（PKc翻譯成類型要從右到左翻譯為char const *，這是編譯器內(nèi)部的表示方式，我們習(xí)慣的表示方式是const char*，兩者是一樣的），c++filt工具可以從符號(hào)反推名字，使用方法為c++filt _Z5helloPKc

下面列舉幾個(gè)函數(shù)和符號(hào)的對應(yīng)例子

這樣也很容易理解為什么C++支持函數(shù)重載而C不支持了，因?yàn)镃++將函數(shù)修飾為符號(hào)時(shí)把函數(shù)的參數(shù)類型加進(jìn)去了，而C卻沒有，所以在C++下，即便函數(shù)名相同，只要參數(shù)不同，它們的符號(hào)名是不會(huì)沖突的。我們可以通過下面一個(gè)例子來驗(yàn)證變量名和符號(hào)的這種關(guān)系。

復(fù)制代碼代碼如下:

/ * filename : test.cpp */  

#include <stdio.h>  

namespace myname  

{  

    int var = 42;  

}  

extern int _ZN6myname3varE;  

int main()  

{  

    printf("%d\n", _ZN6myname3varE);  

    return 0;  

}

這里我們在名稱空間namespace定義了全局變量var，根據(jù)前面的內(nèi)容，它會(huì)被修飾為符號(hào)_ZN6myname3varE，然后我們手動(dòng)聲明了外部變量_ZN6myname3varE并將其打印出來。編譯并運(yùn)行，它的值正好就是var的值

復(fù)制代碼代碼如下:

$ gcc test.cpp -o test -lstdc++  

$ ./test  

42  

extern "C"

有了符號(hào)的概念我們再來看extern “C”的用法就很容易了

復(fù)制代碼代碼如下:

extern "C"  

{  

    int func(int);  

    int var;  

}

它的意思就是告訴編譯器將extern “C”后面的括號(hào)里的代碼當(dāng)做C代碼來處理，當(dāng)然我們也可以以單條語句來聲明

復(fù)制代碼代碼如下:

extern "C" int func(int);  

extern "C" int var;  

這樣就聲明了C類型的func和var。很多時(shí)候我們寫一個(gè)頭文件聲明了一些C語言的函數(shù)，而這些函數(shù)可能被C和C++代碼調(diào)用，當(dāng)我們提供給C++代碼調(diào)用時(shí)，需要在頭文件里加extern “C”，否則C++編譯的時(shí)候會(huì)找不到符號(hào)，而給C代碼調(diào)用時(shí)又不能加extern “C”，因?yàn)镃是不支持這樣的語法的，常見的處理方式是這樣的，我們以C的庫函數(shù)memset為例

復(fù)制代碼代碼如下:

#ifdef __cplusplus  

extern "C" {  

#endif  

void *memset(void*, int, size_t);  

#ifdef __cplusplus  

}  

#endif

其中__cplusplus是C++編譯器定義的一個(gè)宏，如果這份代碼和C++一起編譯，那么memset會(huì)在extern "C"里被聲明，如果是和C代碼一起編譯則直接聲明，由于__cplusplus沒有被定義，所以也不會(huì)有語法錯(cuò)誤。這樣的技巧在系統(tǒng)頭文件里經(jīng)常被用到。

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