学步园

第2章　从C到C++，需要做出一些改变

C++语言之父当初设计该语言的初衷是“a better C”，所以C++一般被认为是C的超集合，但是不要因此而误以为，“这意味着C++兼容C语言的所有东西”。作为一种欲与C兼容的语言，C++保留了一部分过程式语言的特点，大部分的C代码可以很轻易地在C++中正确编译，但仍有少数差异，导致某些有效的C代码在C++中无法通过编译。

因此，从C到C++，我们要因为这些差异而做出一些改变，我们应当熟悉这些差异，使用原有的丰富的C库为现在的C++工程更好地服务。

建议19：明白在C++中如何使用C

首先，分析下面的代码片段：

// Demo.h  
#ifndef SRC_DEMO_H  
#define SRC_DEMO_H  
extern "C"  
{  
...  // do something  
}  
#endif  // SRC_DEMO_H 

显然，头文件中的编译宏“#ifndef SRC_DEMO_H、#define SRC_DEMO_H、#endif”的作用是防止该头文件被重复引用（详见建议9）。那么，extern "C"又有什么特殊的作用呢？暂且先留着这个疑问。

C++语言被称做“C with classes”、“a better C”或“C的超集合”，但是并非兼容C语言的所有东西，两者之间的“大同”并不能完全抹杀其中的“小异”。最常见的差异就是，C允许从void类型指针隐式转换成其他类型的指针，但C++为了安全考虑明令禁止了此种行为。比如：如下代码在C语言中是有效的：

// 从void* 隐式转换为double*  
double *pDouble = malloc(nCount * sizeof(double)); 

但要使其在C++中正确运行，就需要显式地转换：

double *pDouble = (double *)malloc(nCount * sizeof(double)); 

除此之外，还有一些其他的可移植问题，比如new和class在 C++中是关键字，而在C中，却可以作为变量名。

若想在C++中使用大量现成的C程序库，就必须把它放到extern "C" { /* code */ }中。到这里，也许大家会茅塞顿开，明白本建议开始列出的代码片段中那些宏的真实作用了。当然，具有强烈好奇心的读者也许会有了新的问题：为什么加上extern "C" { /* code */ }就好使了呢？这是一个问题。下面就分析一下隐藏在这个现象背后的真实原因：C与C++具有不同的编译和链接方式。C编译器编译函数时不带函数的类型信息，只包含函数符号名字；而C++编译器为了实现函数重载，在编译时会带上函数的类型信息。假设某个函数的原型为：

int Function(int a, float b); 

C编译器把该函数编译成类似_ Function的符号（这种符号一般被称为mangled name），C链接器只要找到了这个符号，就可以连接成功，实现调用。C编译链接器不会对它的参数类型信息加以验证，只是假设这些信息是正确的，这正是C编译链接器的缺点所在。而在强调安全的C++中，编译器会检查参数类型信息，上述函数原型会被编译成_ Function_int_float这样的符号（也正是这种机制为函数重载的实现提供了必要的支持）。在连接过程中，链接器会在由函数原型所在模块生成的目标文件中寻找_
Function_int_float这样的符号。

解决上述矛盾就成了设置extern "C"这一语法最直接的原因与动力。extern "C"的作用就是告诉C++链接器寻找调用函数的符号时，采用C的方式，让编译器寻找_ Function而不是_ Function_int_float。

要实现在C++中调用C的代码，具体方式有以下几种：

（1）修改C代码的头文件，当其中含有C++代码时，在声明中加入extern "C"。代码如下所示：

/*C语言头文件：CDemo.h */  
#ifndef C_SRC_DEMO_H  
#define C_SRC_DEMO_H  
extern "C" int Function(int x,int y);  
#endif  // C_SRC_DEMO_H  
 
/* C语言实现文件：CDemo.c */  
#include " CDemo.h"  
int Function ( int x, int y )  
{  
  ... // processing code  
}  
 
// C++调用文件  
#include " CDemo.h"  
int main()  
{  
     Function (2,3);  
     return 0;  
} 

（2）在C++代码中重新声明一下C函数，在重新声明时添加上extern "C"。代码如下所示：

/*C语言头文件：CDemo.h */  
#ifndef C_SRC_DEMO_H  
#define C_SRC_DEMO_H  
extern int Function(int x,int y);  
#endif  // C_SRC_DEMO_H  
 
/* C语言实现文件：CDemo.c */  
#include "CDemo.h"  
int Function ( int x, int y )  
{  
  ... // processing code  
}  
 
// C++调用文件  
#include "CDemo.h"  
extern "C" int Function(int x,int y);  
 
int main()  
{  
     Function (2,3);  
     return 0;  
} 

（3）在包含C头文件时，添上extern "C"。代码如下所示：

/*C语言头文件：CDemo.h */  
#ifndef C_SRC_DEMO_H  
#define C_SRC_DEMO_H  
extern int Function(int x,int y);  
#endif  // C_SRC_DEMO_H  
 
/* C语言实现文件：CDemo.c */  
#include "CDemo.h"  
int Function ( int x, int y )  
{  
  ... // processing code  
}  
 
// C++调用文件  
extern "C" {  
#include "CDemo.h"  
}  
 
int main()  
{  
     Function (2,3);  
     return 0;  
} 

使用中，谨记： extern "C"一定要加在C++的代码文件中才能起作用。

请记住：

若想在C++中使用大量现成的C程序库，实现C++与C的混合编程，那你必须了解extern "C"是怎么回事儿，明白extern "C"的使用方式。