【C++】extern “C“详解_c++ extern c

参考：
extern “C“的作用及理解
extern C里面能有C++代码吗？

1. 概述

extern “C” 是C++特有的指令（C无法使用该指令），目的在于支持C++与C混合编程。

2. 作用

extern “C” 的作用是告诉C++编译器用C规则编译指定的代码（除函数重载外，extern “C” 不影响C++其他特性）。

3. 原因

为什么要用C规则编译C++代码呢？

因为C和C++的编译规则不一样，主要区别体现在编译期间生成函数符号的规则不一致。

C++比C出道晚，但是增加了很多优秀的功能，函数重载就是其中之一。由于C++需要支持重载，单纯的函数名无法区分出具体的函数，所以在编译阶段就需要将形参列表作为附加项增加到函数符号中。如以下代码：

void Function(int a, int b)
{
    printf("Hello!!! a = %d, b = %d\n", a, b);
}
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C和C++对应的的汇编码如下：

• C汇编结果：

...
Function:
.LFB11:
    .cfi_startproc
    movl    %esi, %edx
    xorl    %eax, %eax
    movl    %edi, %esi
    movl    $.LC0, %edi
    jmp    printf
    .cfi_endproc
...
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• C++汇编结果：

...
_Z8Functionii:
.LFB12:
    .cfi_startproc
    movl    %esi, %edx
    xorl    %eax, %eax
    movl    %edi, %esi
    movl    $.LC0, %edi
    jmp    printf
    .cfi_endproc
...
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容易发现，两段代码的区别仅在于函数 Function(int a, int b) 编译后对应的符号不同：

• C：Function
• C++：_Z8Functionii

C++编出来的函数符号明显比C的多出了一些信息（如ii），这里多出来的后缀信息就是形参列表的参数类型信息。

好，C和C++编译规则对编译期间产生函数符号的影响我们知道了，但这又有什么用呢？

别急，很多人可能都遇到过类似这样的情况：

/* MyFunction.c */
void Function(int a, int b)
{
    printf("Hello!!! a = %d, b = %d\n", a, b);
}
 
 
/* main,cpp */
extern void Function(int a, int b);
 
int main()
{
    Function(1, 2);
}
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C提供写了一个函数，用C++代码调用该函数，看起来没什么问题，但是编译的时候…

/tmp/ccbkGl1J.o：在函数‘main’中：
main.cpp:(.text.startup+0xf)：对‘Function(int, int)’未定义的引用
collect2: 错误：ld 返回 1
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找不到对Function(int, int)的定义？怎么可能？

如果找到就玄幻了，大家注意观察，错误出在哪一步？对，编译阶段没报错，是链接的阶段报错了。我们来看看两个文件的汇编结果：

    .file    "MyFunction.c"
    .section    .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1
.LC0:
    .string    "Hello!!! a = %d, b = %d\n"
    .text
    .p2align 4,,15
    .globl    Function
    .type    Function, @function
Function:
.LFB11:
    .cfi_startproc
    movl    %esi, %edx
    xorl    %eax, %eax
    movl    %edi, %esi
    movl    $.LC0, %edi
    jmp    printf
    .cfi_endproc
.LFE11:
    .size    Function, .-Function
    .ident    "GCC: (GNU) 6.4.1 20170727 (Red Hat 6.4.1-1)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits
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    .file    "main.cpp"
    .section    .text.startup,"ax",@progbits
    .p2align 4,,15
    .globl    main
    .type    main, @function
main:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    subq    $8, %rsp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    movl    $2, %esi
    movl    $1, %edi
    call    _Z8Functionii
    xorl    %eax, %eax
    addq    $8, %rsp
    .cfi_def_cfa_offset 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size    main, .-main
    .ident    "GCC: (GNU) 6.4.1 20170727 (Red Hat 6.4.1-1)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits
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可以看到，MyFunction.s（源文件为.c文件）中定义的是Function，而main.s（源文件为.cpp文件）中调用的是_Z8Functionii，函数名不一样，所以连接的时候找不到函数实现。到这里我们知道C和C++编译期间后得到的函数符号不同，所以C++代码和C代码不能互相调用。

要想实现C、C++混合编程该怎么办呢？让编译后的函数符号一致。

怎么一致呢？用extern “C”!

所以，extern “C”的作用就是告诉C++编译器，将指定的函数用C规则编译（注意，除了函数重载外，extern “C”不影响C++的其他特性），然后后面的事情就顺理成章了。

总结

1. 语法：

首先从语法上讲，不是“函数外边包一层extern “C” {…}”这样子。你只需要在函数的声明上面加一个extern "C"就行了，如果有多个函数需要声明，就再加个{}一起搞定。记住是函数的声明，不是函数定义，所以一般extern "C"放在头文件内。当然你非要函数定义上加extern "C"也可以，只是要注意要和前面头文件内的声明一致。

2. 原理：

C编译器编译代码生成的obj文件的符号表内，函数名称保持原样，比如int add(int,int)函数在符号表内就叫做add；C++编译器编译C++代码生成的obj文件符号表内，因为有overload的存在，函数名称的符号不再是原来的比如add，而是类似_Z3addii这样的（这是我的g++结果）。那么，一个C程序需要使用某个C++库内的add函数时，C程序这边期望的是add，但C++库内是_Z3addii这样的，不匹配嘛对不对，所以链接阶段要报错，说找不到add这个函数。同样，一个C++程序需要使用某个C库内的add函数，C++程序这边期望的是_Z3addii，但C库内是add这样的，同样不匹配，链接阶段也是报错，这次是说找不到_Z3addii。

extern "C"的意思，是让C++编译器（不是C编译器，而且是编译阶段，不是链接阶段）在编译C++代码时，为被extern “C”所修饰的函数在符号表中按C语言方式产生符号名（比如前面的add），而不是按C++那样的增加了参数类型和数目信息的名称（_Z3addii）。

展开来细说，就是：

如果是C调用C++函数，在C++一侧对函数声明加了extern "C"后符号表内就是add这样的名称，C程序就能正常找到add来调用；如果是C++调用C函数，在C++一侧在声明这个外部函数时，加上extern "C"后，C++产生的obj文件符号表内就也是标记为它需要一个名为add的外部函数，这样配合C库，就一切都好。

所以，

不管是C代码调用C++编译器生成的库函数，还是C++代码调用C编译器生成的库函数，都需要在C++代码一侧对相应的函数进行extern “C”声明。