extern “C” 閱讀筆記

extern "C" 閱讀筆記
發信站: 水木社區 (Fri Mar 7 00:22:47 2008), 站內

本以為很簡單，仔細閱讀了一下 C++ 標準，發現內容還不少。總結了一下。

要點：

函數類型，函數名，變數名具有語言連結性，language linkage。

語言連結性可能會影響到名字以及呼叫慣例等，由實現決定。

C++ 預設的語言串連性是 C++ 語言連結性。

語言連結性僅作用於函數類型，函數名，變數名。

不同語言連結性的函數類型是不同的類型，即便其餘的地方都相同。

語言連結性用連結性規格（linkage-specification）來聲明，分有無大括弧兩種形式。
extern string-literal { declaration-seq opt }
extern string-literal declaration;

所有的實現都必須支援 "C" 和 "C++" 連結性。

連結性規格允許嵌套，此時最內層的那個起作用，但是並不建立範圍。
extern "C" { extern "C++" { class A{}; } }
extern "C" { class B:A{};}
因為不是範圍，B 可以看到 A

如果C連結性施加到C++類成員和成員函數的類型，忽略C連結性，但是其餘的地方依然有效，比如成員函數的參數。
比如：
extern "C" { class A{ void f(void (*p)()){} }; }
A 不是函數和變數，沒有語言連結性
f 是 C++ 成員函數，忽略所指定的 C 連結性，如果在外層沒指定別的，就是
C++連結性。
p 具有 C 連結性。

除了C++連結性的函數外，同一個函數不帶連結性規格的聲明的函數不能早於帶的。
如果前面聲明了帶連結性規格的形式，後面又出現了不帶的形式，不受影響。
比如 extern "C" void foo(); void foo(); 是可以的，反過來不行。
但是 extern void foo(); extern "C++" void foo(); 可以。

特定名字的 C 語言連結性的函數最多隻能有一個，即便放在不同的 namespace 裡，
也是同一個函數，變數也是如此。這樣的函數或變數也不能重複定義。
namespace A { extern "C" void f(); }
namespace B { extern "C" void f(); }
兩個 f 是同一個

有連結性規格的函數具有外部連結性。
因此
extern "C" void f();
static void f();
是錯誤的。

連結性規格，帶大括弧的形式，不影響裡面的聲明是聲明還是定義。
單個聲明的形式，視為 extern 限定符。
extern "C" int i; 是聲明；
extern "C" { int i; } 是定義；
extern "C" { extern int i; } 又是聲明。

單個聲明形式的串連性規格，不能再指定儲存類別。
extern "C" static void f(); // error

其他說明：
因為語言連結性只跟連結性有關，因此 C 語言連結性的函數也可以有預設參數，
函數的介面可以有引用。

標準 C++ 庫中的符號預設是 C++ 連結性。
C++ 用的標準 C 庫中的外部連結性符號可以是 C 或者 C++ 語言連結性，推薦後者。
任何帶有連續兩個底線的名字保留給實現用作同時具有 C 和 C++ 連結性的名字。

標準 C 庫中的任何函數簽名都保留給實現用來做同時具有 C 和 C++ 連結性的名字。

因為不同語言串連性的相同簽名的函數類型算作不同類型，所以可以相互重載，不算同
一個函數。
extern "C" int atexit(void (*f)(void)) // 這裡的 f 是 C 連結性
extern "C++" int atexit(void (*f)(void)) // 這裡的 f 是 C++ 連結性

類似的有兩個原型的函數還有 bsearch，qsort 等帶函數指標類型的參數的函數。

以上都是 C++ 標準裡的理論，落實到實踐上，為了實現方便，很多編譯器都把 C 和
C++ 連結性的函數的類型視為相同的類型，此時的連結性僅僅影響產生的名字，或者
還可能影響異常規格，比如把 extern "C" 的函數預設視為 throw() 的等，並不影響
呼叫慣例。同樣也為了實現的方便，C++ 所用的 C 庫中的符號也都是 C 語言連結性的，
因此這樣的情況下，atexit, bsearch, qsort 等在這些編譯器搭配的庫中也就只有一種
原型了。

這種情況下，同樣簽名的 C 和 C++ 連結性的函數類型就算做同種類型了，下邊的程式
編譯就會失敗：
void f(void (*p)())
{
}
extern "C" void f(void (*q)())
{
}

VC 和 gcc 在這一點上都是不符合標準的。