明白在C++中如何使用C

950阅读　0评论2013-08-20　梦醒潇湘love
分类：C/C++


    C++语言之父当初设计该语言的初衷是“a better C”，所以C++一般被认为是C的超集合，但是不要因此而误以为，“这意味着C++兼容C语言的所有东西”。作为一种欲与C兼容的语言，C++保留了一部分过程式语言的特点，大部分的C代码可以很轻易地在C++中正确编译，但仍有少数差异，导致某些有效的C代码在C++中无法通过编译。
    因此，从C到C++，我们要因为这些差异而做出一些改变，我们应当熟悉这些差异，使用原有的丰富的C库为现在的C++工程更好地服务。
    
    本文的作用的就是让你明白C++中如何使用C。

    首先，分析下面的代码片段：
  1. // Demo.h
  2. #ifndef SRC_DEMO_H
  3. #define SRC_DEMO_H
  4. extern "C"
  5. {
  6. ... // do something
  7. }
  8. #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的呢？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语言从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：

  1.
  2. // 从void* 隐式转换为double*
  3. 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：

  1.
  2. 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，可以作为变量名。
    
    若想再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问题：为什么加上extern "C"{/*code*/}就可以了呢？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：

  1.
  2. 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编译器不会对它的产生类型信息加以验证，只是假设这些信息是正确的，这正是C编译器的缺点所在。
    而在强调类型安全的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的实现提供了必要的支持）。在链接过程中，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和动力。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：
  1. /*C语言头文件：CDemo.h */
  2. #ifndef C_SRC_DEMO_H
  3. #define C_SRC_DEMO_H
  4. extern "C" int Function(int x,int y);
  5. #endif // C_SRC_DEMO_H
  6.  
  7. /* C语言实现文件：CDemo.c */
  8. #include " CDemo.h"
  9. int Function ( int x, int y )
  10. {
  11.   ... // processing code
  12. }
  13.  
  14. // C++调用文件
  15. #include " CDemo.h"
  16. int main()
  17. {
  18.      Function (2,3);
  19.      return 0;
  20. }
   
    （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。
  1. /*C语言头文件：CDemo.h */
  2. #ifndef C_SRC_DEMO_H
  3. #define C_SRC_DEMO_H
  4. extern int Function(int x,int y);
  5. #endif // C_SRC_DEMO_H
  6.  
  7. /* C语言实现文件：CDemo.c */
  8. #include "CDemo.h"
  9. int Function ( int x, int y )
  10. {
  11.   ... // processing code
  12. }
  13.  
  14. // C++调用文件
  15. #include "CDemo.h"
  16. extern "C" int Function(int x,int y);
  17.  
  18. int main()
  19. {
  20.      Function (2,3);
  21.      return 0;
  22. }

    （3）在包含C头文件时，添加上extern "C"。代码如下所示。
  1. /*C语言头文件：CDemo.h */
  2. #ifndef C_SRC_DEMO_H
  3. #define C_SRC_DEMO_H
  4. extern int Function(int x,int y);
  5. #endif // C_SRC_DEMO_H
  6.  
  7. /* C语言实现文件：CDemo.c */
  8. #include "CDemo.h"
  9. int Function ( int x, int y )
  10. {
  11.   ... // processing code
  12. }
  13.  
  14. // C++调用文件
  15. extern "C" {
  16. #include "CDemo.h"
  17. }
  18.  
  19. int main()
  20. {
  21.      Function (2,3);
  22.      return 0;
  23. }
    使用中，谨记：extern "C"一定要在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。

    



    感谢作者，终于对这个问题有比较全面的了解了。

    引自：
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