详细解释 #ifdef __cplusplus extern "C"
在C++中,#ifdef __cplusplus
和 extern "C"
是用于处理C和C++混合编程中的名称修饰(name mangling)问题的预处理器指令和关键字。
#ifdef __cplusplus
__cplusplus
是一个预处理器宏,在C++编译器中被定义。当你的代码使用这个条件编译指令时,它会检查该宏是否被定义。如果定义了,那么这部分代码将仅在C++编译器中编译。
extern "C"
在C++中,函数和全局变量默认采用名称修饰(name mangling)。这意味着编译器会修改标识符的名字以包含关于参数类型的信息,这有助于避免命名冲突。然而,在C语言中没有这种机制。因此,当你需要从C++调用C代码或反之亦然时,你需要告诉C++编译器不要对这些符号进行名称修饰。
extern "C"
告诉C++编译器应该按照C语言的方式处理接下来的声明。通常你会用它来包围那些需要与C兼容的函数和变量声明。
示例:
假设你有一个C语言的头文件 my_c_lib.h
,其中包含以下内容:
c
浅色版本
1int add(int x, int y);
你想要在C++项目中使用这个头文件。为了正确地链接到C函数,你需要在C++源文件中这样声明它:
cpp
浅色版本
1#ifdef __cplusplus
2extern "C" {
3#endif
4
5int add(int x, int y);
6
7#ifdef __cplusplus
8}
9#endif
在这个例子中,#ifdef __cplusplus
检查宏是否定义,并且只有在C++编译器中才插入 extern "C"
块。如果使用的是纯C编译器,这部分就会被忽略,因为 __cplusplus
在C编译器中未定义。
总结来说:
#ifdef __cplusplus
确保extern "C"
只有在C++环境中才被使用。extern "C"
防止C++编译器对C函数和变量进行名称修饰,确保它们能正确链接到C代码。
上述例子中,如果不采用extern "C" 来修饰函数声明,编译器生成的代码的区别
如果不使用 extern "C"
来声明C函数,C++编译器会对这些函数名进行名称修饰(name mangling),这可能导致链接错误。让我们通过一个具体的例子来说明这一点。
假设你有一个C语言的头文件 my_c_lib.h
,其中包含以下内容:
c
浅色版本
1// my_c_lib.h
2int add(int x, int y);
以及对应的实现文件 my_c_lib.c
:
c
浅色版本
1// my_c_lib.c
2#include "my_c_lib.h"
3
4int add(int x, int y) {
5 return x + y;
6}
现在,你想在C++项目中使用这个头文件。如果没有使用 extern "C"
,你可能会这样写:
cpp
浅色版本
1// main.cpp (没有使用 extern "C")
2#include "my_c_lib.h"
3
4int main() {
5 int result = add(5, 3);
6 // 使用 add 函数
7 return 0;
8}
不使用 extern "C"
的情况
当编译 main.cpp
时,C++编译器会对 add
函数的名称进行修饰,以包含有关函数签名的信息。例如,如果使用了GCC编译器,修饰后的名称可能是像 _Z3addii
这样的形式,其中 Z
表示函数的结束,3
表示函数名的长度,add
是函数名本身,而 ii
表示两个整数参数。
当你尝试链接 main.cpp
和 my_c_lib.c
时,会发生以下情况:
- C编译器编译
my_c_lib.c
时,它不会对add
函数进行修饰,所以链接器会寻找名为add
的符号。 - C++编译器编译
main.cpp
时,它会把add
函数的名称修饰为_Z3addii
,并期望链接器找到相同修饰过的符号。
由于C++编译器和C编译器使用的函数名称不同,链接器无法找到匹配的符号,导致链接失败。
使用 extern "C"
的情况
为了确保C++编译器不进行名称修饰,你可以使用 extern "C"
来声明C函数。在这种情况下,main.cpp
应该这样写:
cpp
浅色版本
1// main.cpp (使用 extern "C")
2#ifdef __cplusplus
3extern "C" {
4#endif
5
6#include "my_c_lib.h"
7
8#ifdef __cplusplus
9}
10#endif
11
12int main() {
13 int result = add(5, 3);
14 // 使用 add 函数
15 return 0;
16}
通过使用 extern "C"
,你告诉C++编译器不要对 add
函数进行名称修饰,从而确保C++编译器和C编译器使用的符号名称是一致的。这样,链接器可以成功找到匹配的符号,并且程序能够正常运行。
总结:
- 不使用
extern "C"
:C++编译器会对C函数进行名称修饰,导致链接失败。 - 使用
extern "C"
:C++编译器不会对C函数进行名称修饰,保证了与C代码的正确链接。
在提供完整源代码构建的情况下,即 工程包含上述my_c_lib.h my_c_lib.c main.cpp,由于都是采用c++编译器编译,我理解的这种情况下,可以不适用extern "C"
您的理解是正确的。如果整个项目都是使用C++编译器来编译,并且所有的源文件都按照C++标准来处理,那么确实不需要使用 extern "C"
。这是因为所有代码都会被C++编译器处理,并且C++编译器会对C函数进行名称修饰(如果需要的话)。在这种情况下,您不会遇到链接问题,因为所有的代码都在同一个命名空间内,并且由同一类型的编译器处理。
然而,在实际开发中,通常会有以下几种情况:
-
混合C和C++代码:如果您的项目中既有C文件也有C++文件,或者C库需要在C++环境中使用,那么就需要使用
extern "C"
来确保C++编译器不对C函数进行名称修饰,以便它们能够在链接阶段被正确识别。 -
纯C++项目:如果您所有的代码都是C++代码,并且都是用C++编译器编译的,那么您不需要使用
extern "C"
来声明C函数。但是,出于习惯或为了保持一致性,有些人仍然会选择使用它。
对于您提到的例子,如果整个工程都使用C++编译器编译,您可以这样做:
cpp
浅色版本
1// my_c_lib.h
2int add(int x, int y);
3
4// my_c_lib.cpp
5#include "my_c_lib.h"
6
7int add(int x, int y) {
8 return x + y;
9}
10
11// main.cpp
12#include "my_c_lib.h"
13
14int main() {
15 int result = add(5, 3);
16 return 0;
17}
在这个情况下,由于所有的文件都使用C++编译器来编译,因此即使不使用 extern "C"
,编译和链接也应该是没有问题的。C++编译器会为 add
函数生成相同的名称修饰(例如 _Z3addii
),并且在链接时能够找到正确的符号。
然而,如果将来您想将此C代码作为库提供给其他项目使用,或者想在其他C++项目中引用这个库,那么最好还是加上 extern "C"
以确保跨项目的兼容性。这是一种很好的编程习惯,可以避免未来可能出现的问题。
在VC环境下,.h头文件中所有函数声明都都在extern "C" 代码块中,而对应函数的定义放在.cpp 源代码中,且.cpp源代码中有使用std::cout 等c++的标准库。这种编程方式我感觉很纠结。
在Visual C++ (VC++) 环境下,如果您的头文件中的函数声明使用了 extern "C"
,而这些函数在 .cpp
文件中使用了 C++ 特性(如 std::cout
),那么这确实会带来一些混淆。但是,这种做法在某些场景下是合理的,尤其是在需要与纯 C 代码交互的情况下。
让我们来看一下具体的例子,以便更好地理解这种情况:
假设您有一个 C 风格的库,但您希望在实现中使用 C++ 的特性,如标准库中的 I/O 流。
头文件 (my_c_lib.h)
cpp
浅色版本
1#ifndef MY_C_LIB_H
2#define MY_C_LIB_H
3
4#ifdef __cplusplus
5extern "C" {
6#endif
7
8void printHello();
9
10#ifdef __cplusplus
11}
12#endif
13
14#endif // MY_C_LIB_H
实现文件 (my_c_lib.cpp)
cpp
浅色版本
1#include <iostream>
2#include "my_c_lib.h"
3
4void printHello() {
5 std::cout << "Hello from C++!" << std::endl;
6}
主程序 (main.cpp)
cpp
浅色版本
1#include "my_c_lib.h"
2#include <iostream>
3
4int main() {
5 printHello();
6 return 0;
7}
这里的关键点在于:
-
头文件中的
extern "C"
:这确保了当 C++ 编译器处理该头文件时,它不会对函数名进行名称修饰(name mangling),这样在链接时就能找到对应的函数。 -
.cpp
文件中的 C++ 代码:在实现文件中,您可以自由地使用 C++ 的特性,比如std::cout
。
这种结构的好处是:
-
C 兼容性:通过使用
extern "C"
,您可以确保其他 C 项目可以链接到您的库,即使它们是在不同的编译器环境下编译的。 -
C++ 功能:在
.cpp
文件中,您可以充分利用 C++ 的功能,比如类型安全、标准库等。 -
封装:头文件隐藏了
.cpp
文件中的实现细节,用户只需要知道函数的接口即可。 -
灵活性:这种结构允许您在未来的开发中灵活地扩展库的功能,无论是添加更多的 C 函数还是利用 C++ 的高级特性。
如果您担心这种混搭是否合理,那么通常情况下这是完全可行的。只要您确保 .cpp
文件中的函数签名与头文件中的声明一致,并且整个项目都使用 C++ 编译器来编译,就不会有问题。这种方式在编写跨语言兼容的库时非常常见。