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c 中extern “c”含义深层探索

1.引言

c 语言的1kz7创建初衷是“a better c”，〖但〗〖是〗〖这〗〖并〗〖不〗〖意〗〖味〗〖着〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖c〗〖 〗〖 〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖中〗〖类〗〖似〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖c〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖语〗〖言〗〖的〗〖1〗〖k〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖z〗〖7〗〖全〗〖局〗〖变〗〖量〗〖d〗〖2〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖8〗〖z〗〖和〗〖函〗〖数〗〖所〗〖采〗〖用〗〖的〗〖编〗〖译〗〖和〗〖连〗〖接〗〖方〗〖式〗〖与〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖c〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖语〗〖言〗〖完〗〖全〗〖相〗〖同〗〖。〗〖作〗〖为〗〖一〗〖4〗〖v〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖1〗〖2〗〖9〗〖5〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖2〗〖p〗〖种〗〖欲〗〖与〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖c〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖兼〗〖容〗〖的〗〖语〗〖言〗，c 保留了一部分过程式语言的1kz7特点（被世人称为“不彻底nm3s地面向对象”），因而它可以定5235义不属于任何类的全局变量d28z和函数。但是，c 毕竟是一种面9l5u向对象的程序设计语言，为了支持函数的重载，c 对全局函数的处理方式与c有明显3b5q的不同。

2.从标准头文件说起

　　某企业曾经给出如下的一道面试题v494：

　　面试题v494
　　为什么标准头文件都ozto有类似以下的结构？

　　分析
　　显然，头文件中的编译宏“#ifndef __incvxworksh、#define __incvxworksh、#endif” 的作用是防止该头文c508件被重复引用。

　　那么

　　的作用又是什么呢？我们将在下文一一道来。

3.深层揭u142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c639标是“extern”的；其次，被它修饰的目c639标是“c”的。让我们来详细0i2t解读这两重含义。

　　被extern "c"限定的函数或变量是extern类型的；

extern是c/c 语言中表明函数和全局变量d28z作用范围（可见性）的关键字，该关键字告诉编译器f5qp0eq4，其声明的函数和变量a252可以在本模块v322或其它模块中使用。记住，下列语句：

　　仅仅是mx0c一个变量的声明，其并不是在定4y27义变量a，并未为a分配内存空间。变量a在所有模块中作为一4v12952p种全局525r变量d28z只能被定义一次，否则会出现连u0in接错误。

　　通常，在模块的头文sh4x件中对本模块v322提供给26jk其它模块引用的函数和全局变量d28z以关键字extern声明。例如，如果模块b欲引用该模块a中定义9324的全局变量d28z和函数时只需包含模块a的头文sh4x件即可。这样，模块b中调用模块a中的函数时，在编译zua7阶段，模块b虽然找不到6p93该3y90函数，但是并不会报错；它会在连接阶段中从t3x3模块a编译生成的目标445t代码中找到此函数181i。

　　与extern对应的关键字是static，被它修饰的全局变量d28z和函数只能在本模块v322中使用。因此，一个函数或变量只可4205能被本模块v322使用时，其不可能被extern “c”修饰。

　　被extern "c"修饰的变量和16nl函数是按照c语言方26i4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。

　　作为一4v12952p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a8v069h7在符号库中的名字y5u3与c语言的1kz7不同。例如，假设某个函数的原型为：

　　该函数y13i被c编译器f5qp0eq4编译后a8v069h7在符号库中的名字y5u3为3nea_foo，而c 编译器f5qp0eq4则会产生像_foo_int_int之类的名字y5u3（不同的编译器f5qp0eq4可能生成的名字y5u3不同，但是都采用了yuw7相同的e76l机制，生成的新名字称为“mangled name”）。

_foo_int_int这样的名字y5u3包含了44ho函4t96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y0oy重载的。例如，在c 中，函数void foo( int x, int y )与void foo( int x, float y )编译生成的符号是不相同的e76l，后者为_foo_int_float。

同样地，c 中的变量除支xy51持局部变量外，还支持类成员变量和16nl全局变量d28z。用户所u7n6编写程序的类成员变量可能与全局变量d28z同名，我们以"."来区分。而本质上，编译器f5qp0eq4在进行kwqt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y5u3，这个名字与用户程序中同名的全局变量d28z名字不同。

　　未加extern "c"声明时的连接方式

　　假设在ve5zc 中，模块a的头文sh4x件如下：

　　在模块b中引用该函数y13i：

　　实际上，在连接阶段，〖连〗〖接〗〖器〗〖会〗〖从〗〖模〗〖块〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖a〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖生〗〖成〗〖的〗〖目〗〖标〗〖4〗〖4〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖5〗〖t〗〖文〗〖件〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖m〗〖o〗〖d〗〖u〗〖l〗〖e〗〖a〗〖.〗〖o〗〖b〗〖j〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖中〗〖寻〗〖找〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖_〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖f〗〖o〗〖o〗〖_〗〖i〗〖n〗〖t〗〖_〗〖i〗〖n〗〖t〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖这〗〖样〗〖的〗〖符〗〖号〗〖！〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖<〗〖b〗〖r〗〖 〗〖/〗〖>〗〖 〗〖<〗〖b〗〖r〗〖 〗〖/〗〖>〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖　〗〖　〗〖<〗〖s〗〖t〗〖r〗〖o〗〖n〗〖g〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖加〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖/〗〖s〗〖t〗〖r〗〖o〗〖n〗〖g〗〖>〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖t〗〖r〗〖o〗〖n〗〖g〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖e〗〖x〗〖t〗〖e〗〖r〗〖n〗〖 〗〖"〗〖c〗〖"〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖/〗〖s〗〖t〗〖r〗〖o〗〖n〗〖g〗〖>〗〖<〗〖s〗〖t〗〖r〗〖o〗〖n〗〖g〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖声〗〖明〗〖后〗〖4〗〖i〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖8〗〖5〗〖的〗〖编〗〖译〗〖和〗〖连〗〖接〗〖方〗〖式〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖/〗〖s〗〖t〗〖r〗〖o〗〖n〗〖g〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖<〗〖b〗〖r〗〖 〗〖/〗〖>〗〖 〗〖<〗〖b〗〖r〗〖 〗〖/〗〖>〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖　〗〖　〗〖加〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖e〗〖x〗〖t〗〖e〗〖r〗〖n〗〖 〗〖"〗〖c〗〖"〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖声〗〖明〗〖后〗〖4〗〖i〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖8〗〖5〗，模块a的头文sh4x件变为317t：

　　在模块b的实现文件中仍然调5cge用foo( 2,3 )，其结果是：

　　（1）模块a编译生成foo的目标445t代码时，没有对其名字进行特殊处理，采用了yuw7c语言的1kz7方式；

　　（2）连接器在为模块b的目标445t代码寻找foo(2,3)调用时，寻找的是未经0ggl修改的符号名_foo。

　　如果在模块a中函数声明了foo为extern "c"类型，而模块b中包含的是extern intfoo( int x, int y ) ，则模块b找不到6p93模块a中的函数；反之亦然。

　　所以，可以用一句话pzx9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fyz3随意而为的，来源于真实世界的需求驱动。我们在思考问0feu题时，不能只停留在这个语1g4k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grd6们可以更深入地理解许多问题）：
　　实现c 与c及其它语言的1kz7混合编程。
　　明白了c 中extern "c"的设立动机，我们下v4s6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a252，在包含c语言头文件（假设为cexample.h）时，需进行下列处y2c1理：

　　而在c语言的1kz7头文件中，〖对〗〖其〗〖外〗〖部〗〖函〗〖数〗〖只〗〖能〗〖指〗〖f〗〖6〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖e〗〖a〗〖定〗〖为〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖e〗〖x〗〖t〗〖e〗〖r〗〖n〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖类〗〖型〗，〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖c〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖语〗〖言〗〖中〗〖不〗〖支〗〖持〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖e〗〖x〗〖t〗〖e〗〖r〗〖n〗〖 〗〖"〗〖c〗〖"〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖声〗〖明〗，在.c文件中包含了44hoextern "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083h文件的源代码v4r9如下：

　　如果c 调用一个c语言编paot写的.dll时，当包括.dll的头文sh4x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a252时，〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖c〗〖 〗〖 〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗〖的〗〖头〗〖文〗〖s〗〖h〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖4〗〖x〗〖件〗〖需〗〖添〗〖加〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖 〗〖 〗〖x〗〖m〗〖l〗〖:〗〖l〗〖a〗〖n〗〖g〗〖=〗〖"〗〖e〗〖n〗〖-〗〖u〗〖s〗〖"〗〖>〗〖e〗〖x〗〖t〗〖e〗〖r〗〖n〗〖 〗〖"〗〖c〗〖"〗〖<〗〖/〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖>〗〖<〗〖s〗〖p〗〖a〗〖n〗〖 〗〖>〗，但是在c语言中不能直接引用声明了extern "c"的该头文c508件，应该仅将c文件中将c 中定义9324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083h文件的源代码v4r9如下：

　　如果深入理解了第3节中所阐述的scsfextern "c"在编译zua7和连接阶段发挥的作用，就能真正理解本节所阐述的scsf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q120别留意各个细节。