C++学习之extern关键字

发表于   |   分类于   |  

我们知道，extern关键字可以置于变量或者函数前，以标示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。这里起到的是声明作用范围的用处。另外，extern还可以与”C”连用，作为链接指示。

C++名字修饰（Name Mangling）

这就要从C++的重载说起了，在C++中函数重载指的是几个函数的函数名相同，参数列表不同。那么当生成obj中间文件/目标文件的时候，C++编译器如何区分这几个重载函数呢？——通过把原函数名与参数信息结合，产生一个独特的内部名字，这种技术叫做名字修饰（Name Mangling）。名字修饰规则没有一个标准，所以不同的编译器的名字修饰规则也不一样。

下面是一组函数，其中f()函数重载了：

1
2
3
int  f (void) { return 1; }
int  f (int)  { return 0; }
void g (void) { int i = f(), j = f(0); }

f(void)和f(int)是不同的函数，除了函数名相同以外没有任何关系。当生成obj目标文件时，为了区分它们，C++编译器根据参数信息进行了名字修饰：

1
2
3
int  __f_v (void) { return 1; }
int  __f_i (int)  { return 0; }
void __g_v (void) { int i = __f_v(), j = __f_i(0); }

注意g()也被名字修饰了，虽然没有任何名字冲突。名字修饰应用于C++的任何符号。

为什么要使用extern “C”？

C语言中没有名字修饰，因为C语言不支持函数重载。但是如果C++中含有C代码，在编译时C++编译器对C代码的函数也会进行名字修饰，函数名变了以后，将导致在C运行库中找不到对应函数，发生链接错误。

1
2
3
4
5
6
7
8
// 将下面的代码保存为.cpp文件，并用C++编译器编译
int printf(const char *format,...);
 
int main()
{
    printf("GeeksforGeeks");
    return 0;
}

输出：

1
2
3
/tmp/ccQBO9Im.o：在函数‘main’中：
test.cpp:(.text+0xf)：对‘printf(char const*, ...)’未定义的引用
collect2: 错误：ld 返回 1

为了防止C++编译器对C代码进行名字修饰，我们将C代码用extern “C”进行链接指定，告诉编译器，在生成中间文件时，不要对这部分代码进行名字修饰，而是生成符合C规则的中间符号名。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
extern "C"
{
	int printf(const char *format,...);
}

int main()
{
	printf("Hello!");
	return 0;
}

添加了extern “C”链接指示后，上面的代码就能够正常运行了。




附：所有的C风格的头文件（stdio.h, string.h, … 等等）都有在extern “C”下声明，形式如下：

1
2
3
4
5
6
7
#ifdef __cplusplus 
extern "C" {
#endif
    /* Declarations of this file */
#ifdef __cplusplus
}
#endif