C++中的extern “C”用法詳解
簡單來說，extern “C”是C++聲明或定義C語言符號的方法，是為了與C兼容。說來容易，要理解起來還是得費些周折，首先我們要從C++和C的區(qū)別說起。
符號
大家都知道，從代碼到可執(zhí)行程序需要經(jīng)過編譯和鏈接兩個過程，其中編譯階段會做語法檢測，代碼展開，另外它還會做一件事，就是將變量轉(zhuǎn)成符號，鏈接的時候其實是通過符號來定位的。編譯器在編譯C和C++代碼時，將變量轉(zhuǎn)成符號的過程是不同的。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
/* 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得到目標文件hello.o，在Linux下用nm查看目標文件的符號表得到如下結(jié)果($符號代表shell命令提示符)
$ nm hello.o
0000000000000000 D g_prefix
0000000000000000 T hello
U printf
這是C代碼編譯后的符號列表，其中第三列為編譯后的符號名，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
0000000000000000 T _Z5helloPKc
U __gxx_personality_v0
0000000000000000 D g_prefix
U printf
這是C++代碼編譯后的符號列表，gcc會自動根據(jù)文件后綴名來識別C和C++代碼，這時我們發(fā)現(xiàn)g_prefix的符號沒變，但函數(shù)hello的符號變成了_Z5helloPKc，這就說明gcc在編譯C和C++代碼時處理方式是不一樣的，對于C代碼，變量的符號名就是變量本身（在早期編譯器會為C代碼變量前加下劃線_，現(xiàn)在默認都不會了，在編譯時可以通過編譯選項-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，符號名就會按如下規(guī)則來處理
1、 符號以_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，類型和符號對應(yīng)關(guān)系如下
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工具可以從符號反推名字，使用方法為c++filt _Z5helloPKc
下面列舉幾個函數(shù)和符號的對應(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，因為C++將函數(shù)修飾為符號時把函數(shù)的參數(shù)類型加進去了，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，它們的符號名是不會沖突的。我們可以通過下面一個例子來驗證變量名和符號的這種關(guān)系。
/ * 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，它會被修飾為符號_ZN6myname3varE，然后我們手動聲明了外部變量_ZN6myname3varE并將其打印出來。編譯并運行，它的值正好就是var的值
$ gcc test.cpp -o test -lstdc++
$ ./test
42
extern "C"
有了符號的概念我們再來看extern “C”的用法就很容易了
extern "C"
{
int func(int);
int var;
}
它的意思就是告訴編譯器將extern “C”后面的括號里的代碼當做C代碼來處理，當然我們也可以以單條語句來聲明
extern "C" int func(int);
extern "C" int var;
這樣就聲明了C類型的func和var。很多時候我們寫一個頭文件聲明了一些C語言的函數(shù)，而這些函數(shù)可能被C和C++代碼調(diào)用，當我們提供給C++代碼調(diào)用時，需要在頭文件里加extern “C”，否則C++編譯的時候會找不到符號，而給C代碼調(diào)用時又不能加extern “C”，因為C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
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
void *memset(void*, int, size_t);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
其中__cplusplus是C++編譯器定義的一個宏，如果這份代碼和C++一起編譯，那么memset會在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，所以也不會有語法錯誤。這樣的技巧在系統(tǒng)頭文件里經(jīng)常被用到。
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