C++中如何調用C接口

前言

如何在C++代碼中調用寫好的C接口?你可能會奇怪,C++不是兼容C嗎?直接調用不就可以了?這裏我們先按下不表,先看看C++如何調用C代碼接口。

C++如何調用C接口

爲什麼會有這樣的情況呢?想象一下,有些接口是用C實現的,並提供了庫,那麼C++中該如何使用呢?我們先不做任何區別對待,看看普通情況下會發生什麼意想不到的事情。

首先提供一個C接口:

//test.c
#include"test.h"
void testCfun()
{
    printf("I am c fun
");
    return;
}

爲了簡化,我們在這裏就不將它做成靜態庫或者動態庫了,有興趣的可以參考《靜態庫製作》自行嘗試。我們在這裏編譯成C目標文件:

gcc -c test.c

另外提供一個頭文件test.h:

#include<stdio.h>
void testCfun();

我們的C++代碼調用如下:

//main.cpp
#include"test.h"
#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
    /*調用C接口*/
    cout<<"start to call c function"<<endl;
    testCfun();
    cout<<"end to call c function"<<endl;
    return 0;
}

編譯:

$ g++ -o main main.cpp test.o
/tmp/ccmwVJqM.o: In function `main':
main.cpp:(.text+0x21): undefined reference to `testCfun()'
collect2: error: ld returned 1 exit status

很不幸,最後的鏈接報錯了,說找不到testCfun,但是我們確實定義了這個函數。爲什麼會找不到呢?現在你還會認爲C++直接就可以調用C接口了嗎?

真相

我們都知道,C++中函數支持重載,而C並不支持。C++爲了支持函數重載,它在“生成”函數符號信息時,不能僅僅通過函數名,因爲重載函數的函數名都是一樣的,所以它還要根據入參,命名空間等信息來確定唯一的函數簽名。或者說C++生成函數簽名的方式與C不一致,所以即便是函數名一樣,對於C和C++來說,它們最終的函數簽名還是不一樣。當然這裏又是另外一回事了,我們不細說。我們看看兩個文件裏的函數符號有什麼區別:

$ nm test.o|grep testCfun
0000000000000000 T testCfun
$ nm main.o|grep testCfun
                U _Z8testCfunv

所以它們兩個能鏈接在一起才真是奇怪了呢!名字都不同,還怎麼鏈接?

如何處理

那麼如何處理呢?很顯然,我們必須告訴鏈接器,這是一個C接口,而不是C++接口,所以需要加入 extern C,我們修改test.h

#include<stdio.h>
extern "C"{
void testCfun();
}

這裏用extern "C"將testCfun接口包裹起來,告訴編譯器,這裏的是C代碼哈,你要按C代碼的方式處理。再次編譯:

$ g++ -o main main.cpp test.o
$ ./main
start to call c function
I am c fun
end to call c function

看終端輸出,完美!

優化

雖然上面的C接口可以被C++正常調用了,但是如果這個C接口要被代碼調用呢?增加main.c內容如下

//main.c
#include"test.h"
int main(void)
{
    /*調用C接口*/
    testCfun();
    return 0;
}

編譯:

$ gcc -o main main.c test.c
In file included from main.c:2:0:
test.h:2:8: error: expected identifier or '(' before string constant
 extern "C"{
        ^
In file included from test.c:2:0:
test.h:2:8: error: expected identifier or '(' before string constant
 extern "C"{

不出意外,又報錯了,很顯然,C語言中並沒有extern "C"這樣的寫法,所以爲了能使得test.c的代碼既能被C++調用,也能被C調用,需要改寫成下面這樣:

#include<stdio.h>
#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endif

void testCfun();

#ifdef __cplusplus
}
#endif

這裏通過__cplusplus宏來控制是否需要extern “C”,如果是C++編譯器,那麼extern "C"部分就會被預處理進去,這樣test.c代碼就可以既用於C++,也可以用於C啦。

趕快去你的C項目代碼頭文件中看看,是不是也有這樣的代碼段呢?

問題

爲什麼我們在C++代碼中可以直接調用一些標準C庫函數呢?即使你在main函數中調用printf等函數,它也不會出現鏈接錯誤。因爲庫函數已經有了類似的處理了。

如果你還是不確定,你可以先預處理:

$ g++ -E main.i main.cpp

去生成的main.i文件中找一找,是不是有extern "C"。

總結

C++支持重載,而C不支持,C++並不能直接調用C代碼寫好的接口,因此如果你的C代碼想要能夠被C調用,也想被C++調用,那麼別忘了extern "C"。

 

文章來自公衆號《C語言與C++編程》,關注了很久的一個公衆號,收穫頗多,受益匪淺,以後都會把他發表的文章轉載一下。

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