探索C++的秘密之二:重载,覆盖,和隐藏

converse

探索C++的秘密之一详解extern "C"
       时常在cpp的代码之中看到这样的代码:

1. 
   
2. #ifdef __cplusplus
   
3. extern "C" {
   
4. #endif
   
5. 
   
6. //一段代码
   
7. 
   
8. #ifdef __cplusplus
   
9. }
   
10. #endif

复制代码

        这样的代码到底是什么意思呢?首先,__cplusplus是cpp中的自定义宏,那么定义了这个宏的话表示这是一段cpp的代码,也就是说,上面的代码的含义是:如果这是一段cpp的代码,那么加入extern "C"{和}处理其中的代码.

        要明白为何使用extern "C",还得从cpp中对函数的重载处理开始说起.在c++中,为了支持重载机制,在编译生成的汇编码中,要对函数的名字进行一些处理,加入比如函数的参数类型等等.而在C中,只是简单的函数名字而已,不会加入其他的信息.也就是说:C++和C对产生的函数名字的处理是不一样的.

         比如下面的一段简单的函数,我们看看加入和不加入extern "C"产生的汇编代码都有哪些变化:

1. int f(void)
   
2. {
   
3.     return 1;
   
4. }

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       在加入extern "C"的时候产生的汇编代码是:

1. 
   
2. 
   
3.     .file    "test.cxx"
   
4.     .text
   
5.     .align 2
   
6. .globl _f
   
7.     .def    _f;    .scl    2;    .type    32;    .endef
   
8. _f:
   
9.     pushl    %ebp
   
10.     movl    %esp, %ebp
    
11.     movl    $1, %eax
    
12.     popl    %ebp
    
13.     ret

复制代码

但是不加入了extern "C"之后

1.         .file        "test.cxx"
   
2.         .text
   
3.         .align 2
   
4. .globl __Z1fv
   
5.         .def        __Z1fv;        .scl        2;        .type        32;        .endef
   
6. __Z1fv:
   
7.         pushl        %ebp
   
8.         movl        %esp, %ebp
   
9.         movl        $1, %eax
   
10.         popl        %ebp
    
11.         ret

复制代码

        两段汇编代码同样都是使用gcc -S命令产生的,所有的地方都是一样的,
唯独是产生的函数名,一个是_f,一个是__Z1fv.

        OK,明白了加入与不加入extern "C"之后对函数名称产生的影响,我们继续我们的讨论:为什么需要使用extern "C"呢?
        C++之父在设计C++之时,考虑到当时已经存在了大量的C代码,为了支持原来的C代码和已经写好C库,需要在C++中尽可能的支持C,而extern "C"就是其中的一个策略.

       试想这样的情况:一个库文件已经用C写好了而且运行得很良好,这个时候我们需要使用这个库文件,但是我们需要使用C++来写这个新的代码.如果这个代码使用的是C++的方式链接这个C库文件的话,那么就会出现链接错误.我们来看一段代码:首先,我们使用C的处理方式来写一个函数,也就是说假设这个函数当时是用C写成的:

1. 
   
2. //f1.c
   
3. extern "C"
   
4. {
   
5. void f1()
   
6. {
   
7.     return;
   
8. }
   
9. }

复制代码

编译命令是:gcc -c f1.c -o f1.o   产生了一个叫f1.o的库文件.
再写一段代码调用这个f1函数:

1. // test.cxx
   
2. //这个extern表示f1函数在别的地方定义,这样可以通过
   
3. //编译,但是链接的时候还是需要
   
4. //链接上原来的库文件.
   
5. extern void f1();
   
6. 
   
7. int main()
   
8. {
   
9.     f1();
   
10. 
    
11.     return 0;
    
12. }

复制代码

通过gcc -c  test.cxx -o test.o 产生一个叫test.o的文件.
然后,我们使用gcc test.o f1.o来链接两个文件,可是出错了,错误的提示是:
test.o(.text + 0x1f):test.cxx: undefine reference to 'f1()'
也就是说,在编译test.cxx的时候编译器是使用C++的方式来处理f1()函数的,但是实际上链接的库文件却是用C的方式来处理函数的,所以就会出现链接过不去的错误:因为链接器找不到函数.
      因此,为了在C++代码中调用用C写成的库文件,就需要用extern "C"来告诉编译器:这是一个用C写成的库文件,请用C的方式来链接它们.
      比如,现在我们有了一个C库文件,它的头文件是f.h,产生的lib文件是f.lib,那么我们如果要在C++中使用这个库文件,我们需要这样写:

1. 
   
2. extern "C"
   
3. {
   
4. #include "f.h"
   
5. }

复制代码

回到上面的问题,如果要改正链接错误,我们需要这样子改写test.cxx:

1. extern "C"
   
2. {
   
3. extern void f1();
   
4. }
   
5. 
   
6. int main()
   
7. {
   
8.     f1();
   
9. 
   
10.     return 0;
    
11. }

复制代码

重新编译并且链接就可以过去了.

总结:C和C++对函数的处理方式是不同的.extern "C"是使C++能够调用C写作的库文件的一个手段,如果要对编译器提示使用C的方式来处理函数的话,那么就要使用extern "C"来说明.

[ 本帖最后由 converse 于 2006-3-24 20:33 编辑 ]

bitmilong

解释得很明白,楼主辛苦啦

gvim

解释的很清楚，解释了why ,how ,when。兄弟辛苦啦

王紫豪

永远支持员创！

linternt

支持！！！

jeffwang8001

顶一下

bigdogchina

赞一个！原创就是好！

月吻长河

这个应该成为一种习惯

andysen

高山仰止啊

wz_uestc

写得很好哈
楼主继续加油：）