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C和C ++在表面上是相似的,但是每个都编译成非常不同的代码集。在C ++编译器中包含头文件时,编译器需要C ++代码。但是,如果它是C头,则编译器希望将头文件中包含的数据编译为某种格式-C ++“ ABI”或“应用程序二进制接口”,因此链接器将阻塞。这比将C ++数据传递给期望C数据的函数更好。
(要想真正了解细节,C ++的ABI通常会``弄混''它们的函数/方法的名称,因此在调用时printf()
不会将原型标记为C函数,C ++实际上会生成代码调用_Zprintf
,最后加上额外的废话。 )
因此:extern "C" {...}
包括ac标头时使用-就这么简单。否则,编译后的代码将不匹配,链接器将阻塞。但是,对于大多数头文件,您甚至都不需要,extern
因为大多数系统C头文件已经说明了C ++代码可能已经包含了它们,并且已经包含了extern
它们的代码。
#ifdef __cplusplus extern "C" { #endif
因此,当从C ++文件中包含它们时,它们仍被视为C标头。
extern“ C”确定应如何命名生成的目标文件中的符号。如果声明的函数不带外部“ C”,则目标文件中的符号名称将使用C ++名称修饰。这是一个例子。
给定test.C像这样:
void foo() { }
在目标文件中编译和列出符号可得出:
$ g++ -c test.C
$ nm test.o
0000000000000000 T _Z3foov
U __gxx_personality_v0
foo函数实际上称为“ _Z3foov”。该字符串包含有关返回类型和参数的类型信息。如果您改为这样编写test.C:
extern "C" {
void foo() { }
}
然后编译并查看符号:
$ g++ -c test.C
$ nm test.o
U __gxx_personality_v0
0000000000000000 T foo
您将获得C链接。对象文件中“ foo”函数的名称仅为“ foo”,并且没有来自名称修改的所有奇特类型信息。
如果随附的代码是使用C编译器编译的,则通常在extern“ C” {}中包含标头,但是您尝试从C ++调用它。当您这样做时,您是在告诉编译器头文件中的所有声明都将使用C链接。当您链接代码时,您的.o文件将包含对“ foo”的引用,而不是对“ _Z3fooblah”的引用,这有望与您要链接的库中的内容匹配。
大多数现代库都会在此类标头周围加保护,以便使用正确的链接声明符号。例如,在许多标准标题中,您会发现:
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
... declarations ...
#ifdef __cplusplus
}
#endif
这样可以确保当C ++代码包含标头时,目标文件中的符号与C库中的符号匹配。如果C标头很旧并且还没有这些保护,则只需要在ex标头周围加上extern“ C” {}即可。
C和C ++关于符号名称的规则不同。符号是链接器如何知道对由编译器生成的一个目标文件中的函数“ openBankAccount”的调用是对在相同(或兼容)不同源文件中生成的另一目标文件中称为“ openBankAccount”的函数的引用编译器。这使您可以使用多个源文件制作一个程序,这在处理大型项目时很轻松。
在C语言中,规则非常简单,符号始终都在单个名称空间中。因此,整数“ socks”存储为“ socks”,而函数count_socks存储为“ count_socks”。
使用此简单的符号命名规则为C和其他语言(如C)构建了链接器。因此,链接器中的符号只是简单的字符串。
但是在C ++中,该语言允许您拥有名称空间,多态性以及与这种简单规则相冲突的其他各种功能。您称为“ add”的所有六个多态函数都必须具有不同的符号,否则其他目标文件将使用错误的符号。这是通过“破坏”(这是一个技术术语)符号名称来完成的。
将C ++代码链接到C库或代码时,您需要用C编写的任何东西都加“ C”,例如C库的头文件,以告诉您的C ++编译器这些符号名将不被篡改,而其余的当然,您的C ++代码必须经过修改,否则将无法正常工作。
每当您在包含C ++文件中使用的定义由C编译器编译的文件中驻留的函数的标头时,都应使用extern“ C”。(许多标准C库可能在其标头中包含此检查项,以使其对开发人员更简单)
例如,如果您有一个包含3个文件util.c,util.h和main.cpp的项目,并且.c和.cpp文件都使用C ++编译器(g ++,cc等)进行了编译,则它不是“确实需要,甚至可能导致链接器错误。如果您的构建过程对util.c使用常规C编译器,那么在包含util.h时将需要使用extern“ C”。
发生的事情是C ++以其名称对函数的参数进行编码。这就是函数重载的工作方式。C函数易于发生的事情是在名称的开头加上下划线(_)。如果函数的实际名称是_DoSomething()或仅是DoSomething(),则链接器将在不使用外部“ C”的情况下查找名为DoSomething @@ int @ float()的函数。
使用extern“ C”通过告诉C ++编译器它应寻找遵循C命名约定而不是C ++命名的函数来解决上述问题。
反编译g++
生成的二进制文件以查看发生了什么
了解原因 extern
这样做是必要的,最好的办法是通过一个示例来详细了解目标文件中正在发生的事情:
main.cpp
void f() {}
void g();
extern "C" {
void ef() {}
void eg();
}
/* Prevent g and eg from being optimized away. */
void h() { g(); eg(); }
编译为GCC 4.8 Linux ELF输出:
g++ -c main.cpp
反编译符号表:
readelf -s main.o
输出包含:
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name
8: 0000000000000000 6 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 _Z1fv
9: 0000000000000006 6 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 ef
10: 000000000000000c 16 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 _Z1hv
11: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND _Z1gv
12: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND eg
解释
我们看到:
ef
并eg
以与代码中相同的名称存储在符号中
其他符号被重整。让我们解开它们:
$ c++filt _Z1fv
f()
$ c++filt _Z1hv
h()
$ c++filt _Z1gv
g()
结论:以下两种符号类型均未损坏:
Ndx = UND
),将在链接或运行时从另一个目标文件提供因此,extern "C"
在调用时,您将同时需要两者:
g++
您期望由产生的未破坏符号gcc
g++
生成未损坏的符号以gcc
供使用在外部C中不起作用的东西
很明显,任何需要名称修饰的C ++功能都无法在内部使用extern C
:
extern "C" {
// Overloading.
// error: declaration of C function ‘void f(int)’ conflicts with
void f();
void f(int i);
// Templates.
// error: template with C linkage
template <class C> void f(C i) { }
}
来自C ++示例的最小可运行C
为了完整起见,也请参见:如何在C ++项目中使用C源文件?
从C ++调用C非常容易:每个C函数只有一个可能的非混合符号,因此不需要额外的工作。
main.cpp
#include <cassert>
#include "c.h"
int main() {
assert(f() == 1);
}
ch
#ifndef C_H
#define C_H
/* This ifdef allows the header to be used from both C and C++. */
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
int f();
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
抄送
#include "c.h"
int f(void) { return 1; }
跑:
g++ -c -o main.o -std=c++98 main.cpp
gcc -c -o c.o -std=c89 c.c
g++ -o main.out main.o c.o
./main.out
如果没有extern "C"
链接,则会失败:
main.cpp:6: undefined reference to `f()'
因为g++
希望找到一个错位f
,它gcc
没有产生。
C示例中的最小可运行C ++
从中调用C ++有点困难:我们必须手动创建要公开的每个函数的非混合版本。
在这里,我们说明了如何将C ++函数重载公开给C。
main.c
#include <assert.h>
#include "cpp.h"
int main(void) {
assert(f_int(1) == 2);
assert(f_float(1.0) == 3);
return 0;
}
cpp.h
#ifndef CPP_H
#define CPP_H
#ifdef __cplusplus
// C cannot see these overloaded prototypes, or else it would get confused.
int f(int i);
int f(float i);
extern "C" {
#endif
int f_int(int i);
int f_float(float i);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
cpp.cpp
#include "cpp.h"
int f(int i) {
return i + 1;
}
int f(float i) {
return i + 2;
}
int f_int(int i) {
return f(i);
}
int f_float(float i) {
return f(i);
}
跑:
gcc -c -o main.o -std=c89 -Wextra main.c
g++ -c -o cpp.o -std=c++98 cpp.cpp
g++ -o main.out main.o cpp.o
./main.out
没有extern "C"
它会失败:
main.c:6: undefined reference to `f_int'
main.c:7: undefined reference to `f_float'
因为g++
生成了gcc
无法找到的损坏符号。
在Ubuntu 18.04中测试。