在C++中如何使用C

傷城~ 2022-08-06 01:18 179阅读 0赞

首先，分析下面的代码片段：

// Demo.h   
       #ifndef SRC_DEMO_H   
       #define SRC_DEMO_H   
       extern "C"   
       {   
       ...  // do something   
       }   
       #endif  // SRC_DEMO_H

显然，头文件中的编译宏“\#ifndef SRC\_DEMO\_H、\#define SRC\_DEMO\_H、\#endif”的作用是防止该头文件被重复引用。那么，extern "C"又有什么特殊的作用呢？暂且先留着这个疑问。

C++语言被称做“C with classes”、“a better C”或“C的超集合”，但是并非兼容C语言的所有东西，两者之间的“大同”并不能完全抹杀其中的“小异”。最常见的差异就是，C允许从void类型指针隐式转换成其他类型的指针，但C++为了安全考虑明令禁止了此种行为。比如：如下代码在C语言中是有效的：

// 从void* 隐式转换为double*   
       double *pDouble = malloc(nCount * sizeof(double));

但要使其在C++中正确运行，就需要显式地转换：

double *pDouble = (double *)malloc(nCount * sizeof(double));

除此之外，还有一些其他的可移植问题，比如new和class在 C++中是关键字，而在C中，却可以作为变量名。

若想在C++中使用大量现成的C程序库，就必须把它放到extern "C" \{ /\* code \*/ \}中。到这里，也许大家会茅塞顿开，明白本建议开始列出的代码片段中那些宏的真实作用了。当然，具有强烈好奇心的读者也许会有了新的问题：为什么加上extern "C" \{ /\* code \*/ \}就好使了呢？这是一个问题。下面就分析一下隐藏在这个现象背后的真实原因：C与C++具有不同的编译和链接方式。C编译器编译函数时不带函数的类型信息，只包含函数符号名字；而C++编译器为了实现函数重载，在编译时会带上函数的类型信息。假设某个函数的原型为：

int Function(int a, float b);

C编译器把该函数编译成类似\_ Function的符号（这种符号一般被称为mangled name），C链接器只要找到了这个符号，就可以连接成功，实现调用。C编译链接器不会对它的参数类型信息加以验证，只是假设这些信息是正确的，这正是C编译链接器的缺点所在。而在强调安全的C++中，编译器会检查参数类型信息，上述函数原型会被编译成\_ Function\_int\_float这样的符号（也正是这种机制为函数重载的实现提供了必要的支持）。在连接过程中，链接器会在由函数原型所在模块生成的目标文件中寻找\_ Function\_int\_float这样的符号。

解决上述矛盾就成了设置extern "C"这一语法最直接的原因与动力。extern "C"的作用就是告诉C++链接器寻找调用函数的符号时，采用C的方式，让编译器寻找\_ Function而不是\_ Function\_int\_float。

要实现在C++中调用C的代码，具体方式有以下几种：

（1）修改C代码的头文件，当其中含有C++代码时，在声明中加入extern "C"。代码如下所示：

/*C语言头文件：CDemo.h */   
       #ifndef C_SRC_DEMO_H   
       #define C_SRC_DEMO_H   
       extern "C" int Function(int x,int y);   
       #endif  // C_SRC_DEMO_H   
         
       /* C语言实现文件：CDemo.c */   
       #include " CDemo.h"   
       int Function ( int x, int y )   
       {   
         ... // processing code   
       }   
         
       // C++调用文件   
       #include " CDemo.h"   
       int main()   
       {   
            Function (2,3);   
            return 0;   
       }

（2）在C++代码中重新声明一下C函数，在重新声明时添加上extern "C"。代码如下所示：

/*C语言头文件：CDemo.h */   
       #ifndef C_SRC_DEMO_H   
       #define C_SRC_DEMO_H   
       extern int Function(int x,int y);   
       #endif  // C_SRC_DEMO_H   
         
       /* C语言实现文件：CDemo.c */   
       #include "CDemo.h"   
       int Function ( int x, int y )   
       {   
         ... // processing code   
       }   
         
       // C++调用文件   
       #include "CDemo.h"   
       extern "C" int Function(int x,int y);   
         
       int main()   
       {   
            Function (2,3);   
            return 0;   
       }

（3）在包含C头文件时，添上extern "C"。代码如下所示：

/*C语言头文件：CDemo.h */   
       #ifndef C_SRC_DEMO_H   
       #define C_SRC_DEMO_H   
       extern int Function(int x,int y);   
       #endif  // C_SRC_DEMO_H   
         
       /* C语言实现文件：CDemo.c */   
       #include "CDemo.h"   
       int Function ( int x, int y )   
       {   
         ... // processing code   
       }   
         
       // C++调用文件   
       extern "C" {   
       #include "CDemo.h"   
       }   
         
       int main()   
       {   
            Function (2,3);   
            return 0;   
       }

使用中，谨记： extern "C"一定要加在C++的代码文件中才能起作用。

请记住：

若想在C++中使用大量现成的C程序库，实现C++与C的混合编程，那你必须了解extern "C"是怎么回事儿，明白extern "C"的使用方式。