extern "C" 与函数重载

一时失言乱红尘 2023-08-17 16:43 65阅读 0赞

## 前言 ##

如果向要在一个文件中使用另一个文件中的变量，不能在头文件中定义全局变量，因为被多个文件包含后会导致编译出错，并且静态的static变量，只能在本文件内使用，这时候就可以使用extern关键字。

## extern 关键字: ##

首先还是先看一下 extern 关键字的作用：extern关键字可以置于变量或函数前，以标示变量或函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量或函数时在其他模块中寻找其定义。

通常情况下，比如我们在头文件  "b.h"  中声明了一个函数，然后在 "b.cpp" 中实现了该函数，当在 "main.cpp" 中调用 "b.h" 中声明的函数时，只需要在 ""main.cpp" 中 \#include "b.h" 就可以了。例子如下：

1 //b.h
     2 #ifndef _B_
     3 #define _B_
     4 
     5 #include<iostream>
     6 using namespace std;
     7 
     8 void test();
     9 
    10 #endif // _B_

1 #include "b.h"
    2 void test()
    3 {
    4     cout << "test" << endl;
    5 }

1 #include<iostream>
     2 #include"b.h"
     3 
     4 using namespace std;
     5 
     6 int main()
     7 {
     8     test();
     9     system("pause");
    10     return 0;
    11 }

除了通过 \#include "b.h" 这样的方式能调用到 "b.h" 中的函数外，还有下面这种方式也能调用到"b.h" 的函数。

1 #include<iostream>
     2 //#include"b.h"  //在这里，不注释掉也是可以得，但是在对于 变量 来说时就必须注释掉了
     3 
     4 using namespace std;
     5 
     6 extern void test();    //告诉编译器test()函数声明在其他文件中
     7 
     8 int main()
     9 {
    10     test();
    11     system("pause");
    12     return 0;
    13 }

上面是对于函数而言，那么要是在 "b.h" 中定义了一个全局变量 int x，（记住是全局变量哦！）现在我们想在 "main.cpp" 中访问变量 x, 那该怎么办呢？ 会不会 \#include "b.h" 后就可以直接访问了呢？我们先试一下：

1 //b.h
     2 #ifndef _B_
     3 #define _B_
     4 
     5 #include<iostream>
     6 using namespace std;
     7 
     8 int x = 10;
     9 
    10 void test();
    11 
    12 #endif // _B_

1 //main.cpp
    2 #include "b.h"
    3 
    4 int main()
    5 {
    6     cout << "x=" << x << endl;
    7     system("pause");
    8     return 0;
    9 }

我们在 "main.cpp" 中输出变量 x, 在vs2017中会报错。  (上一个增量链接没有生成它；正在执行完全链接，error LNK2005: "int x" (?x@@3HA) 已经在 b.obj 中定义)

通过 \#include "b.h" 这种方式就想访问到变量 x 太天真了，是访问不到的，因为 "b.h" 的全局变量 x 的访问作用域是文件作用域，它只能在 "b.h" 这个文件中进访问，记住是只能在 "b.h" 中进行访问，在 "b.cpp"中通过 \#include "b.h" 你也是不能访问的。 那么现在我们有没有其他方式能在 "main.cpp" 中访问到变量 x 呢？当然有，通过 "extern" 关键字能达到目的。用法如下：

1 //main.cpp
     2 //#include "b.h"  //一定要注释掉
     3 #include <iostream>
     4 using namespace std;
     5 extern int x;
     6 
     7 int main()
     8 {
     9     cout << "x=" << x << endl;
    10     system("pause");
    11     return 0;
    12 }

说明：如果在一个文件中使用extren引入外部变量，在这个文件中修改这个变量，就等于修改了该外部变量。

说了那么多废话，终于把 extern 关键字说清楚了。接下来这个才是extern "C" 。

## extern "C"  ##

要说清楚 extern "C" 是怎么一回事，还得先说说C++函数重载的那些事。C++有函数重载，而C语言是没有函数重载的。函数重载是指两个或多个函数之间函数名相同，参数列表不同，参数列表不同可以是参数的个数不同，或者是参数的个数相同但参数类型不同，需要注意的是如果函数名相同，参数列表完全相同但返回值类型不同是不能构成函数重载的。C++有函数重载是因为当生成obj中间文件/目标文件的时候，C++编译器把原函数名与参数信息结合，产生了一个独特的内部名字，比如有两个函数 void foo(int x) 和 void foo(void) ,最终产生的内部名字就是 \_foo\_int 和 \_foo\_void （实际产生的内部名字的命名规则应该不是这样的，这里我们并不关心它的命名规则是怎样的，只需要体会这个意思就可以了），通过这样编译器就能区分 void foo(int x) 和 void foo(void)这两个函数了。但是在C语言里面，并不会产生这样的内部名字，如果C语言里面有两个函数 void foo(int x) 和void foo(void)，那么当生成obj中间文件/目标文件的时候，产生的名字就是 \_foo 和 \_foo 这样两个名字相同，C编译器就不能将两个函数区分开了，所以C语言里面也就没了函数重载。

正是由于C++编译器 和 C编译器对函数名处理方式的不同，当我们的 C++ 程序调用 C 程序或者 C 程序调用 C++程序时就会存在问题。 有了问题那当然就得解决，于是就有了 extern "C" 的出现。

所以说到底 extern "C" 的作用是用来解决名字匹配问题，实现 C 与 C++ 的混合编程。摆这么一句话在这里显得很苍白无力，还是举例说明一下。

C++中函数重载，编译器的命名规则是

1 int fun(int a, int b)
     2 {
     3     return a + b;
     4 }
     5 char fun(char a, char b)
     6 {
     7     return a + b;
     8 }
     9 
    10 void main()
    11 {
    12     cout<<fun('A','B')<<endl;
    13     cout<<fun(10, 20)<<endl;
    14 }

上述C++的两个重载函数被编译器命名为下：

![1475571-20190811102802112-2056121467.png][]

在不同的平台的编译器中，命名规则不一定相同，其中的DDD和HHH代表返回值、第一个参数类型、第二个参数类型

如果再加一个参数

1 int fun(int a, int b, char c)
    2 {
    3     return a + b;
    4 }

命名会变为

![1475571-20190811102917713-1861951958.png][]

可以得出，C++编译器的函数命名规则

而在C语言中，编译器将函数命名为

![1475571-20190811102940808-788504225.png][]

所以不论多少个函数，编译器都会命名为一样的函数，即使你的参数不一样，编译器也无法调动这个函数，所以就会报错

在C++中加extern “C”

1 extern "C" int fun(int a, int b)
     2 {
     3     return a + b;
     4 }
     5 extern "C" char fun(char a, char b)
     6 {
     7     return a + b;
     8 }
     9 
    10 void main()
    11 {
    12     cout<<fun('A','B')<<endl;
    13     cout<<fun(10, 20)<<endl;
    14 }

上述C++程序中，加一个extern "C"没问题，加两个就会报错了，加了extern "C"就等于用C语言的方式编译，函数的命名规则会变成C语言的，然而C语言不允许函数的重载。

在C++程序中调用被C编译器编译后的函数，加extern“C“声明，为了预防函数的重载出现。

## 函数重载的另一个问题 ##

为什么返回值不能确定函数重载，如果有以下程序

1 int fun(int a, int b)
    2 {
    3     return a + b;
    4 }
    5 char fun(int a, int b)
    6 {
    7     return a + b;
    8 }

如果按照C++编译器的命名，这两个函数的命名也是不同的，为什么不能重载呢？

![1475571-20190811103135979-59933009.png][]

这时候并不是不行，而是调用一个函数，可以调用一个，也可以调用另一个，然后编译器并不知道要调到哪个，出现了二义性，而不同的函数参数，在编译时就决定了调用哪个，编译器也不知道要将返回值给哪个类型，所以仅靠返回值是不能用来重载函数的。

\[参考：[https://www.cnblogs.com/418ks/p/6837669.html][https_www.cnblogs.com_418ks_p_6837669.html]\]

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[1475571-20190811102917713-1861951958.png]: /images/20230809/0fd274375cd84e7cb13ffe986040133f.png
[1475571-20190811102940808-788504225.png]: /images/20230809/bcb48dacdba94ae2a0dd0aa855089307.png
[1475571-20190811103135979-59933009.png]: /images/20230809/69d5d84534a044e6ae3fd636d645d123.png
[https_www.cnblogs.com_418ks_p_6837669.html]: https://www.cnblogs.com/418ks/p/6837669.html