探索C++的秘密之详解extern

 

时常在cpp的代码之中看到这样的代码：

 

#ifdef __cplusplus 
extern "C" { 
#endif 
//一段代码 
#ifdef __cplusplus 
} 
#endif

 

这样的代码到底是什么意思呢?首先，__cplusplus是cpp中的自定义宏，那么定义了这个宏的话表示这是一段cpp的代码，也就是说，上面的代码的含义是：如果这是一段cpp的代码，那么加入extern "C"{和}处理其中的代码。

要明白为何使用extern "C"，还得从cpp中对函数的重载处理开始说起。在c++中，为了支持重载机制，在编译生成的汇编码中，要对函数的名字进行一些处理，加入比如函数的返回类型等等。而在C中，只是简单的函数名字而已，不会加入其他的信息.也就是说：C++和C对产生的函数名字的处理是不一样的。

比如下面的一段简单的函数，我们看看加入和不加入extern "C"产生的汇编代码都有哪些变化：

 

int f(void) 
{ 
return 1; 
}

 

在加入extern "C"的时候产生的汇编代码是：

 

.file "test.cxx" 
.text 
.align 2 
.globl _f 
.def _f; .scl 2; .type 32; .endef 
_f: 
pushl %ebp 
movl %esp， %ebp 
movl $1， %eax 
popl %ebp 
ret

 

但是不加入了extern "C"之后：

 

.file "test.cxx" 
.text 
.align 2 
.globl __Z1fv 
.def __Z1fv; .scl 2; .type 32; .endef 
__Z1fv: 
pushl %ebp 
movl %esp， %ebp 
movl $1， %eax 
popl %ebp 
ret

 

两段汇编代码同样都是使用gcc -S命令产生的，所有的地方都是一样的，唯独是产生的函数名，一个是_f，一个是__Z1fv。

明白了加入与不加入extern "C"之后对函数名称产生的影响，我们继续我们的讨论：为什么需要使用extern "C"呢?C++之父在设计C++之时，考虑到当时已经存在了大量的C代码，为了支持原来的C代码和已经写好C库，需要在C++中尽可能的支持C，而extern "C"就是其中的一个策略。

试想这样的情况：一个库文件已经用C写好了而且运行得很良好，这个时候我们需要使用这个库文件，但是我们需要使用C++来写这个新的代码。如果这个代码使用的是C++的方式链接这个C库文件的话，那么就会出现链接错误.我们来看一段代码：首先，我们使用C的处理方式来写一个函数，也就是说假设这个函数当时是用C写成的：

 

//f1.c 
extern "C" 
{ 
void f1() 
{ 
return; 
} 
}

 

编译命令是：gcc -c f1.c -o f1.o 产生了一个叫f1.o的库文件。再写一段代码调用这个f1函数：

 

// test.cxx 
//这个extern表示f1函数在别的地方定义，这样可以通过 
//编译，但是链接的时候还是需要 
//链接上原来的库文件. 
extern void f1(); 
int main() 
{ 
f1(); 
return 0; 
}

 

通过gcc -c test.cxx -o test.o 产生一个叫test.o的文件。然后，我们使用gcc test.o f1.o来链接两个文件，可是出错了，错误的提示是：

 

test.o(.text + 0x1f):test.cxx: undefine reference to 'f1()'

 

也就是说，在编译test.cxx的时候编译器是使用C++的方式来处理f1()函数的，但是实际上链接的库文件却是用C的方式来处理函数的，所以就会出现链接过不去的错误：因为链接器找不到函数。

因此，为了在C++代码中调用用C写成的库文件，就需要用extern "C"来告诉编译器：这是一个用C写成的库文件，请用C的方式来链接它们。

比如，现在我们有了一个C库文件，它的头文件是f.h，产生的lib文件是f.lib，那么我们如果要在C++中使用这个库文件，我们需要这样写：

 

extern "C" 
{ 
#include "f.h" 
}

 

回到上面的问题，如果要改正链接错误，我们需要这样子改写test.cxx：

 

extern "C" 
{ 
extern void f1(); 
} 
int main() 
{ 
f1(); 
return 0; 
}

 

重新编译并且链接就可以过去了。

总结

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。