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2011-10-11 01:08:01

原文地址:C/C++混合编程 作者:snow888

C/C++混合编程

一、如果C++程序要调用已经被编译后的C函数,该怎么办?

假设某个C函数的声明如下:

void foo(int x, int y);

该函数被C编译器编译后在库中的名字为_foo,而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字用来支持函数重载和类型安全连接。由于编译 后的名字不同,C++程序不能直接调用C函数。C++提供了一个C连接交换指定符号extern“C”来解决这个问题。例如:

extern “C”
{
    void foo(int x, int y);
    … //
其它函数
}
或者写成
extern “C”
{
    #include “myheader.h”
    … //
其它C头文件
}

这就告诉C++编译译器,函数foo是个C连接,应该到库中找名字_foo而不是找_foo_int_intC++编译器开发商已经对C标准库的头文件作了extern“C”处理,所以我们可以用#include 直接引用这些头文件。


3.
深层揭密extern "C"

  extern "C" 包含双重含义,从字面上即可得到:首先,被它修饰的目标是“extern”的;其次,被它修饰的目标是“C”的。让我们来详细解读这两重含义。

  被extern "C"限定的函数或变量是extern类型的;

  externC/C++语言中表明函数和全局变量作用范围(可见性)的关键字,该关键字告诉编译器,其声明的函数和变量可以在本模块或其它模块中使用。记住,下列语句:

  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分配内存空间。变量a在所有模块中作为一种全局变量只能被定义一次,否则会出现连接错误。

  通常,在模块的头文件中对本模块提供给其它模块引用的函数和全局变量以关键字extern声明。例如,如果模块B欲引用该模块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,但是并不会报错;它会在连接阶段中从模块A 编译生成的目标代码中找到此函数。

  与extern对应的关键字是static,被它修饰的全局变量和函数只能在本模块中使用。因此,一个函数或变量只可能被本模块使用时,其不可能被extern “C”修饰。

  被extern "C"修饰的变量和函数是按照C语言方式编译和连接的;

  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 )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"声明时的连接方式

  假设在C++中,模块A的头文件如下:

// 模块A头文件 moduleA.h
#ifndef MODULE_A_H
#define MODULE_A_H
int foo( int x, int y );
#endif
  在模块B中引用该函数:

// 模块B实现文件 moduleB.cpp
#include "moduleA.h"
foo(2,3);
  实际上,在连接阶段,连接器会从模块A生成的目标文件moduleA.obj中寻找_foo_int_int这样的符号!

  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

  如果在模块A中函数声明了fooextern "C"类型,而模块B中包含的是extern int foo( int x, int y ) ,则模块B找不到模块A中的函数;反之亦然。

  所以,可以用一句话概括extern “C”这个声明的真实目的(任何语言中的任何语法特性的诞生都不是随意而为的,来源于真实世界的需求驱动。我们在思考问题时,不能只停留在这个语言是怎么 做的,还要问一问它为什么要这么做,动机是什么,这样我们可以更深入地理解许多问题):
  实现C++C及其它语言的混合编程。
  明白了C++extern "C"的设立动机,我们下面来具体分析extern "C"通常的使用技巧。
4.extern "C"
的惯用法

  (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:

extern "C"
{
#include "cExample.h"
}
  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。

  笔者编写的C++引用C函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下:

/* c语言头文件:cExample.h */
#ifndef C_EXAMPLE_H
#define C_EXAMPLE_H
extern int add(int x,int y);
#endif
/* c
语言实现文件:cExample.c */
#include "cExample.h"
int add( int x, int y )
{
return x + y;
}
// c++
实现文件,调用addcppFile.cpp
extern "C"
{
#include "cExample.h"
}
int main(int argc, char* argv[])
{
add(2,3);
return 0;
}
  如果C++调用一个C语言编写的.DLL时,当包括.DLL的头文件或声明接口函数时,应加extern "C" { }

  (2)在C中引用C++语言中的函数和变量时,C++的头文件需添加extern "C",但是在C语言中不能直接引用声明了extern "C"的该头文件,应该仅将C文件中将C++中定义的extern "C"函数声明为extern类型。
  笔者编写的C引用C++函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下:

//C++头文件 cppExample.h
#ifndef CPP_EXAMPLE_H
#define CPP_EXAMPLE_H
extern "C" int add( int x, int y );
#endif
//C++
实现文件 cppExample.cpp
#include "cppExample.h"
int add( int x, int y )
{
return x + y;
}
/* C
实现文件 cFile.c
/*
这样会编译出错:#include "cExample.h" */
extern int add( int x, int y );
int main( int argc, char* argv[] )
{
add( 2, 3 );
return 0;
}
  如果深入理解了第3节中所阐述的extern "C"在编译和连接阶段发挥的作用,就能真正理解本节所阐述的从C++引用C函数和C引用C++函数的惯用法。对第4节给出的示例代码,需要特别留意各个细节。

 


二、当C文件要用到C++语言某个类中的方法时,可以采用下列方法:

2.1 在cpp文件中用下列方式定义函数:
extern "C" returnType FunName(parameters list).
 
2.2 然后在相应的头文件中进行声明:
extern returnType FunName(parameters list);
 
2.3 在相应的.c文件中包含该头文件,然后直接利用相应的函数即可.
 
下面给出实例.
 
2.4 cpp文件

#include
#include
#include "TTDebug.h"
using namespace std;

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

static int display_hex_buffer(unsigned char* buffer, unsigned char* ptr,int len);

extern "C" void tDebug_traceFunc(int level, char* trace)
{
        TDEBUG_TRACEFUNC(level,trace);
}

extern "C" void nDebug(int level, unsigned char* args, int iLen, int cid)
{
        unsigned char buf[512];
        if(0 != TTDebug::instance() && TTDebug::instance()->isTTDebugOn(level))
        {
                /* Check whether the current thread already holds the mutex lock */
                LockGuard guard(TTDebug::instance()->mutex());
                TTDebug::instance()->traceStart(level, __FILE__, __LINE__);
                memset(buf,0,512);
                display_hex_buffer(buf,args,iLen);
                TTDebug::instance()->outStream() << "Send Msg(0-0x" << setw(4) << setfill('0') << hex << cid <<"):0x" << buf;
                TTDebug::instance()->traceEnd();
        }
}

2.5 .h 文件

#ifndef __UTILITY_H
#define __UTILITY_H

extern void tDebug_traceFunc(int level, char* trace);
extern void nDebug(int level, unsigned char* args,int iLen, int cid);

#endif
 
2.6 cpp文件中定义的函数在c文件中调用实例
在test.c文件中:

...

int ctu_ent(msg,pInt)
  MSG* msg;
  int *pInt;
{

 tDebug_traceFunc(10,"ctu ctu_ent");

  HDR *h;
  MSG *m;

   ...

}

...

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