extern “C”(zz)

       從某位網友的部落格看到關於extern "C"用法的文章，講得非常透徹，於是就摘抄了我之前不甚瞭解的部分做個backup。
一、從C與C++編譯串連方式深入理解extern "C"
<1>.C和C++對函數的處理方式是不同的.被extern "C"修飾的變數和函數是按照C語言方式編譯和串連的.extern "C"用於實現C++與C及其它語言的混合編程。

<2>.未加extern “C”聲明時的編譯方式

首先看看C++中對類似C的函數是怎樣編譯的。

作為一種物件導向的語言，C++支援函數重載，而過程式語言C則不支援。函數被C++編譯後在符號庫中的名字與C語言的不同。例如，假設某個函數的原型為： 

void foo( int x, int y );

該函數被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（不同的編譯器可能產生的名字不同，但是都採用了相同的機制，產生的新名字稱為“mangled name”）。_foo_int_int這樣的名字包含了函數名、函數參數數量及類型資訊，C++就是靠這種機制來實現函數重載的。例如，在C++中，函數void foo( int x, int y )與void foo( int x, float y )編譯產生的符號是不相同的，後者為_foo_int_float。

同樣地，C++中的變數 除支援局部變數外，還支援類成員變數和全域變數。使用者所編寫程式的類成員變數可能與全域變數同名，我們以"."來區分。而本質上，編譯器在進行編譯時間，與 函數的處理相似，也為類中的變數取了一個獨一無二的名字，這個名字與使用者程式中同名的全域變數名字不同。

<3>.未加extern "C"聲明時的串連方式

假設在C++中，模組A的標頭檔如下：

// 模組A標頭檔　moduleA.h

#ifndef MODULE_A_H

#define MODULE_A_H

int foo( int x, int y );

#endif

在模組B中引用該函數：

// 模組B實現檔案　moduleB.cpp

#include "moduleA.h"

foo(2,3);

實際上，在串連階段，連接器會從模組A產生的目標檔案moduleA.obj中尋找_foo_int_int這樣的符號！

<4>.加extern "C"聲明後的編譯和串連方式

加extern "C"聲明後，模組A的標頭檔變為：

// 模組A標頭檔　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編譯產生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）連接器在為模組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。

二、extern "C"用法

<1>.在C++中引用C語言中的函數和變數，在包含C語言標頭檔（假設為cExample.h）時，需進行下列處理：

extern "C"

{

#include "cExample.h"

}

而在C語言的標頭檔中，對其外部函數只能指定為extern類型，C語言中不支援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函數例子工程中包含的三個檔案的原始碼如下：

/* c語言標頭檔：cExample.h */

#ifndef C_EXAMPLE_H

#define C_EXAMPLE_H

extern int add(int x,int y);

#endif

/* c語言實現檔案：cExample.c */

#include "cExample.h"

int add( int x, int y )

{

return x + y;

}

// c++實現檔案，調用add：cppFile.cpp

extern "C" 

{

#include "cExample.h"

}

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

{

add(2,3); 

return 0;

}

如果C++調用一個C語言編寫的.DLL時，當包括.DLL的標頭檔或聲明介面函數時，應加extern "C" {　}。

<2>.在C中引用C++語言中的函數和變數時，C++的標頭檔需添加extern "C"，但是在C語言中不能直接引用聲明了extern "C"的該標頭檔，應該僅將C檔案中將C++中定義的extern "C"函式宣告為extern類型。

筆者編寫的C引用C++函數例子工程中包含的三個檔案的原始碼如下：

//C++標頭檔 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

#include "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：#include "cExample.h" */

extern int add( int x, int y );

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

{

add( 2, 3 ); 

return 0;

}

三、C++中的extern "C"

<1>.在使用extern "C"聲明時，有兩種不同的形式：一是extern "C"後跟函數（或者變數）聲明；另外就是extern "C"｛函數（或變數）聲明｝。第一種形式（inline form）表示同時聲明為外部串連和C風格串連；而第二種形式僅聲明為C風格串連（並不附帶外部聲明）。例如：

//第一種形式 

extern "C" int foo;       //外部變數聲明並且C風格串連

extern "C" void bar();    //外部函式宣告並且C風格串連，此時就不能為static

//第二種形式

extern "C" {

    int foo;            //C風格串連，並且定義變數（不是外部串連聲明！）

   void bar();

}

所以當將第二種形式改寫成如下形式時，兩種形式才具有等價性：

//第二種形式修改

extern "C" {

   extern int foo;        //這兒的extern聲明其作用對象為外部串連

   extern void bar();

}

<2>.對於有extern "C"聲明的函數，其作用只是改變了函數的串連形式（採用C風格，即在目標檔案中的符號名與函數名相同），並非改變函數的性質（也就是說被修飾的C++函 數還可照常使用C++語言特性，與一般的C++函數除了多了個修飾之外，從外表上看並沒有其它區別）。從如下樣本程式中可以更清楚地看到這點：

// A.h

#ifndef MY_A_H

#define MY_A_H

#include <iostream>

class A

{

public:

void print()

{

   std::cout<<"Message from class A"<<std::endl;

}

};

#endif //MY_A_H

////////////////////////////////////////////////////

// func.cpp

#include "A.h"

extern "C"

void func(A& a)

{

int* p=new int[23]; // test new operator

*p=1;

a.print();

delete [] p;

}

////////////////////////////////////////////////

// main.cpp

#include "A.h"

extern "C" void func(A& a);

int main()

{

A a;

func(a);

return 0;

}


另外，標準中規定這種形式是非法的：

      extern "C" static void f(); // error

因為extern "C"表明它是外部串連的，與static矛盾（多儲存型別宣告錯誤）。