extern C的用法详解

先看下面的一个面试题：为什么标准头文件都有类似的结构？

#ifndef __INCvxWorksh /*防止该头文件被重复引用*/

#define __INCvxWorksh

#ifdef __cplusplus             //告诉编译器，这部分代码按C语言的格式进行编译，而不是C++的

extern "C"{

#endif

// some declarations

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif /*end of __INCvxWorksh*/

分析：

• 显然，头文件中编译宏"#ifndef __INCvxWorksh 、#define __INCvxWorksh、#endif"（即上面代码中的蓝色部分）的作用是为了防止该头文件被重复引用

• 那么

#ifdef __cplusplus (其中__cplusplus是cpp中自定义的一个宏！！！)

extern "C"{

#endif

#ifdef __cplusplus

}

#endif

的作用是什么呢？

extern "C"包含双重含义，从字面上可以知道，首先，被它修饰的目标是"extern"的；其次，被它修饰的目标代码是"C"的。

• 被extern "C"限定的函数或变量是extern类型的

extern是C/C++语言中表明函数和全局变量的作用范围的关键字，该关键字告诉编译器，其申明的函数和变量可以在本模块或其他模块中使用。

记住，下面的语句：

extern int a; 仅仅是一个变量的声明，其并不是在定义变量a，并未为a分配空间。变量a在所有模块中作为一种全局变量只能被定义一次，否则会出错。

通常来说，在模块的头文件中对本模块提供给其他模块引用的函数和全局变量以关键字extern生命。例如，如果模块B要引用模块A中定义的全局变量和函数时只需包含模块A的头文件即可。这样模块B中调用模块A中的函数时，在编译阶段，模块B虽然找不到该函数，但并不会报错；它会在链接阶段从模块A编译生成的目标代码中找到该函数。

extern对应的关键字是static，static表明变量或者函数只能在本模块中使用，因此，被static修饰的变量或者函数不可能被extern C修饰。

• 被extern "C"修饰的变量和函数是按照C语言方式进行编译和链接的：这点很重要！！！！

上面也提到过，由于C++支持函数重载，而C语言不支持，因此函数被C++编译后在符号库中的名字是与C语言不同的；C++编译后的函数需要加上参数的类型才能唯一标定重载后的函数，而加上extern "C"后，是为了向编译器指明这段代码按照C语言的方式进行编译

未加extern“C”声明时的编译方式。

首先看看C++中对类似C的函数是怎样编译的。

作为一种面向对象的语言，C++支持函数重载，而过程式语言C则不支持。函数被C++编译后在符号库中的名字与C语言的不同。例如，假设某个函数的原型为：

void foo( int x, int y );

该函数被C编译器编译后在符号库中的名字为_foo，而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字（不同的编译器可能生成的名字不同，但是都采用了相同的机制，生成的新名字称为“mangled name”）。_foo_int_int这样的名字包含了函数名、函数参数数量及类型信息，C++就是靠这种机制来实现函数重载的。例如，在C++中，函数void foo( int x, int y )与void foo( int x, float y )编译生成的符号是不相同的，后者为_foo_int_float。

同样地，C++中的变量除支持局部变量外，还支持类成员变量和全局变量。用户所编写程序的类成员变量可能与全局变量同名，我们以"."来区分。而本质上，编译器在进行编译时，与函数的处理相似，也为类中的变量取了一个独一无二的名字，这个名字与用户程序中同名的全局变量名字不同。

未加extern "C"声明时的链接方式：

//模块A头文件 moduleA.h

#idndef _MODULE_A_H

#define _MODULE_A_H

int foo(int x, int y);

#endif

在模块B中调用该函数：

//模块B实现文件 moduleB.cpp

#include"moduleA.h"

foo(2,3);

实际上，在链接阶段，连接器会从模块A生成的目标文件moduleA.obj中找_foo_int_int这样的符号！！！，显然这是不可能找到的，因为foo()函数被编译成了_foo的符号，因此会出现链接错误。

加extern "C"声明后的编译和连接方式

加extern "C"声明后，模块A的头文件变为：

// 模块A头文件　moduleA.h

#ifndef MODULE_A_H

#define MODULE_A_H

extern "C" int foo( int x, int y );

#endif

在模块B的实现文件中仍然调用foo（2,3），其结果是：

（1）模块A编译生成foo的目标代码时，没有对其名字进行特殊处理，采用了C语言的方式；

（2）连接器在为模块B的目标代码寻找foo(2,3)调用时，寻找的是未经修改的符号名_foo。

extern "C"的惯用

（1）在C++中引用C语言中的函数和变量，在包含C语言头文件（假设为cExample.h）时，需进行下列处理：

常见的做法可以参考下面的一个实现：

moduleA、moduleB两个模块，B调用A中的代码，其中A是用C语言实现的，而B是利用C++实现的，下面给出一种实现方法：

//moduleA头文件

#ifndef __MODULE_A_H //对于模块A来说，这个宏是为了防止头文件的重复引用

#define __MODULE_A_H

int fun(int, int);

#endif

//moduleA实现文件moduleA.C //模块A的实现部分并没有改变

#include"moduleA"

int fun(int a, int b)

{

return a+b;

}

//moduleB头文件

#idndef __MODULE_B_H //很明显这一部分也是为了防止重复引用

#define __MODULE_B_H

#ifdef __cplusplus //而这一部分就是告诉编译器，如果定义了__cplusplus(即如果是cpp文件，则采用C语言方式进行编译 //因为cpp文件默认定义了该宏）

extern "C"{ 

#endif

#include"moduleA.h"

… //其他代码

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

//moduleB实现文件 moduleB.cpp //B模块的实现也没有改变，只是头文件的设计变化了

#include"moduleB.h"

int main()

{

cout<<fun(2,3)<<endl;

}

而在C语言的头文件中，对其外部函数只能指定为extern类型，C语言中不支持extern "C"声明，在.c文件中包含了extern "C"时会出现编译语法错误。

那么C中是如何调用C++中的函数cpp_fun()呢？即用C写主程序，然后调用C++功能函数。

因为先有C后有C++, 所以只能从C++的代码中考虑了．

加入C++中的函数或变量有可能被C中的文件调用，则应该这样写，也是用extern"C"{}

不过是代码中要加，头文件也要加，因为可能是C++中也调用

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cpp.h的实现

#ifndef _c_h_

#define _c_h_

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

void CPP_fun();

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

.-------------------------------------------

Cpp.cpp的实现

extern "C" {    //告诉C+++编译器,扩号里按照C的命名规则编译

void CPP_fun()

{

     .....

}

}

 　　C和C++对函数的处理方式是不同的.extern"C"是使C++能够调用C写作的库文件的一个手段，如果要对编译器提示使用C的方式来处理函数的话，那

么就要使用extern"C"来说明。

extern "C"的使用要点

1. 可以是单一语句

    extern "C" double sqrt(double);

2. 可以是复合语句, 相当于复合语句中的声明都加了extern "C"

    extern "C"

   {

      double sqrt(double);

      int min(int, int);

  }

3.可以包含头文件，相当于头文件中的声明都加了extern "C"

   extern "C"

  {

    ＃include <cmath>

  }

4. 不可以将extern "C" 添加在函数内部

5. 如果函数有多个声明，可以都加extern "C", 也可以只出现在第一次声明中，后面的声明会接受第一个链接指示符的规则。

6. 除extern "C", 还有extern "FORTRAN" 等。