【C++学习笔记】1.5 extern “C“

目录

🍯1.5 extern "C"

🥝1. 静态库与动态库的概念

🥝2. C与C++的库调用

🥝3. 在C++里调用C的静态库

🥝4. 在C里调用C++的静态库

🍯1.5 extern "C"

---

🥝1. 静态库与动态库的概念

通过1.4节的简单分析，我们知道了函数重载的原理，但在这里我们再拓展一下有关“链接”的内容，首先我们来了解一下动态库与静态库。

Q1：什么是静态库？

A1：静态库是指在我们的应用中，有一些公共代码是需要反复使用，就把这些代码编译为“库”文件；在链接步骤中，连接器将从库文件取得所需的代码，复制到生成的可执行文件中的这种库。

Q2：动态库与静态库的区别是什么？

A2：静态库和动态库是两种共享程序代码的方式，它们的区别是：静态库在程序的链接阶段被复制到了程序中，和程序运行的时候没有关系；动态库在链接阶段没有被复制到程序中，而是程序在运行时由系统动态加载到内存中供程序调用。使用动态库的优点是系统只需载入一次动态库，不同的程序可以得到内存中相同的动态库的副本，因此节省了很多内存。

---

🥝2. C与C++的库调用

C与C++都可以互相调用对应的库，即C可以调用C和C++的静态库/动态库；相对地，C++也可以调用C++和C的静态库/动态库。但是由于C和C++编译器对函数名字修饰规则不同（如下例所示），在混合模式下开发，可能会导致链接失败。

int Add(int a, int b)
{
    return a + b;
}
 
使用C语言编译器编译：00000000004004ed:       /*这里的函数名为Add*/
使用C++编译器编译：  00000000004004ed<_Z3Addii>:  /*函数名为_Z3Addii*/

为了可以在C++工程中使用C语言库，C工程中使用C++的库，我们就可以在函数前加extern "C"，意思是告诉编译器，将函数按照C语言规则来编译。

---

🥝3. 在C++里调用C的静态库

在使用extern "C"之前，我们首先需要自己创建一个静态库，我们可以新建一个项目，在这个项目中我们用C语言来编写一些函数，下例中我写了一个单链表的头文件以及单链表的函数文件，并将该项目设置为静态库.lib类型。

然后为其生成解决方案，并从文件夹中找到对应的SList_C.lib文件的位置。

接下来，我们再建立一个C++项目，我们将会在C++项目中调用C语言的静态库，但是在此之前我们需要对C++的项目进行一定的配置操作：

1. 首先我们需要在附加库目录中添加SList_C.lib所在的这个文件的目录。
2. 然后我们需要在【附加依赖项】中填入静态库的名称。

完成上述配置操作后，我们就到达了最后一步，使用extern "C"将引头文件的这句话扩住，其相关代码如下：

extern "C" //告诉编译器，extern C声明的函数是C库，要用C的方式去链接调用
{
	#include"../../SList_C/SList_C/SList.h" //引单链表的头文件
}
 
int main()
{
	SListNode* slist = NULL;
	for (int i = 0; i < 4; ++i)
	{
		SListPushBack(&slist, i);
	}
	SListPrint(slist);
}

如果此时我们不添加extern "C"这条语句的话，就会出现链接不到静态库的报错：

---

🥝4. 在C里调用C++的静态库

通过上面的操作，我们成功实现了在C++中调用C的静态库的操作，现在我们来尝试一下能否在C中调用C++的静态库，我们同样先创建一个C++的项目，并为其添加单链表文件（因为上面写过一遍了，这里我们只需要将SList.c与SList.h的文件拷贝到这个项目中即可，但是要将SList.c的后缀改为SList.cpp），将其设置为静态库类型SList_CPP.lib。

这时我们就可以在文件中找到这个生成后的SList_CPP.lib文件了。

完成上述操作后，我们建立一个新的C项目，我们将在C中去调用C++的静态库，这时我们同样需要将C++的静态库配置给C。

通过完成上述操作后，我们就先尝试执行一下代码，值得注意的是，C语言是不认识extern "C"的，因此我们不能添加这一句代码：

#include"../../SList_C/SList_C/SList.h" //引单链表的头文件
 
int main()
{
    SListNode* slist = NULL;
    for (int i = 0; i < 4; ++i)
    {
        SListPushBack(&slist, i);
    }
    SListPrint(slist);
}

此时会发生链接失败，这是因为链接的是C++的静态库，C++中对于每一个函数名的修饰都与C不同，因此C在C++这个静态库中是找不到名字为SListPushBack这个函数的，因此为了能让C语言可以读懂C++中的函数名，我们需要对C++静态库中的函数进行限制，在每一个函数名前设置extern "C"，让C++的静态库用C的方式去链接调用，即将程序代码进行如下修饰：

#ifdef __cplusplus //如果在C++的环境中
	#define EXTERN_C extern "C" //将EXTERN_C 宏替换为extern "C"，让C++理解 
#else //如果不在C++的环境中
	#define EXTERN_C  //将EXTERN_C 替换为空白
#endif
 
EXTERN_C void SListPrint(SListNode * phead);
EXTERN_C void SListPushBack(SListNode** pphead, DataType x);
EXTERN_C void SListPushFront(SListNode** pphead, DataType x);
EXTERN_C void SListPopBack(SListNode** pphead);
EXTERN_C void SListPopFront(SListNode** pphead);
EXTERN_C SListNode* SListFind(SListNode* phead, DataType x);
EXTERN_C void SListInsertBefore(SListNode** pphead, SListNode* pos, DataType x); //在pos位置前面插入
EXTERN_C void SListInsertAfter(SListNode** pphead, SListNode* pos, DataType x); //在pos位置前面插入
 
EXTERN_C void SListErase(SListNode** pphead, SListNode* pos); //删除指定的pos位置
 
EXTERN_C void SListDestroy(SListNode** pphead);

当然，我们也可以对上面的这种方式进行简化操作，修改后的代码如下：

#ifdef __cplusplus //如果是C++环境
extern "C"
{
#endif 
	void SListPrint(SListNode* phead);
	void SListPushBack(SListNode** pphead, DataType x);
	void SListPushFront(SListNode** pphead, DataType x);
	void SListPopBack(SListNode** pphead);
	void SListPopFront(SListNode** pphead);
	SListNode* SListFind(SListNode* phead, DataType x);
	void SListInsertBefore(SListNode** pphead, SListNode* pos, DataType x); //在pos位置前面插入
	void SListInsertAfter(SListNode** pphead, SListNode* pos, DataType x); //在pos位置前面插入
	void SListErase(SListNode** pphead, SListNode* pos); //删除指定的pos位置
	void SListDestroy(SListNode** pphead);
#ifdef __cplusplus //如果是C++环境
}
#endif 

Q1：为什么要使用条件编译+宏？

A1：这是因为虽然使用了extern "C"使得C++的编译器明白在调用函数时按照C的方式去链接调用，但是C在调用这个C++的头文件时，并不认识extern "C"，因此使用条件编译的方式。

Q2：当C调用C++的库时，C++的库中可以函数重载嘛？

A2：这时不可以，因为这时C++的库中会使用extern "C"，即按照C的方式去链接调用，这时函数重载就会导致这两个函数名字相同，导致命名冲突。

#ifdef __cplusplus 
extern "C"
{
#endif 
 
	void SListPrint(SListNode* phead); //函数重载
    void SListPrint(int n);
 
#ifdef __cplusplus 
}
#endif