Каков эффект extern "C" в С++? - программирование

Каков эффект extern "C" в С++?

Что именно помещает extern "C" в код С++?

Например:

extern "C" {
   void foo();
}
4b9b3361

ОТВЕТЫ

Ответ 1

extern "C" делает имя функции в C++ связью 'C' (компилятор не искажает имя), так что клиентский код C может ссылаться (т.е. использовать) вашу функцию, используя совместимый с 'C' заголовочный файл, который содержит просто объявление вашей функции. Ваше определение функции содержится в двоичном формате (который был скомпилирован вашим компилятором C++), на который клиентский компоновщик 'C' затем будет ссылаться, используя имя 'C'.

Поскольку C++ перегружает имена функций, а C - нет, компилятор C++ не может просто использовать имя функции в качестве уникального идентификатора для ссылки, поэтому он искажает имя, добавляя информацию об аргументах. Компилятору AC не нужно манипулировать именем, так как вы не можете перегрузить имена функций в C. Когда вы заявляете, что функция имеет внешнюю связь "C" в C++, компилятор C++ не добавляет информацию типа аргумента/параметра в имя, используемое для связи.

Точно так же, как вы знаете, вы можете явно указать связь "C" для каждого отдельного объявления/определения или использовать блок для группировки последовательности объявлений/определений, чтобы иметь определенную связь:

extern "C" void foo(int);
extern "C"
{
   void g(char);
   int i;
}

Если вы заботитесь о технических деталях, они перечислены в разделе 7.5 стандарта C++ 03, вот краткое резюме (с акцентом на внешнюю букву "C"):

  • extern "C" является спецификацией связи
  • Каждый компилятор должен обеспечивать связь "C"
  • спецификация связи должна встречаться только в области имен
  • все типы функций, имена функций и имена переменных имеют языковую связь. См. Комментарий Ричарда: только имена функций и имена переменных с внешней связью имеют языковую связь
  • два типа функций с разными языковыми связями являются разными типами, даже если в противном случае они идентичны
  • гнездо спецификаций связи, внутреннее определяет окончательную связь
  • extern "C" игнорируется для членов класса
  • не более одной функции с конкретным именем может иметь связь "C" (независимо от пространства имен)
  • extern "C" заставляет функцию иметь внешнюю связь (не может сделать ее статичной). См. комментарий Ричарда: "static" внутри "extern" C "'допустим; заявленная сущность имеет внутреннюю связь и поэтому не имеет языковой связи
  • Связь с C++ с объектами, определенными на других языках, и с объектами, определенными в C++ с других языков, определяется реализацией и зависит от языка. Только в тех случаях, когда стратегии размещения объектов двух языковых реализаций достаточно похожи, такая связь может быть достигнута

Ответ 2

Просто хотел добавить немного информации, так как я еще не видел его.

Вы очень часто видите код в заголовках C следующим образом:

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

// all of your legacy C code here

#ifdef __cplusplus
}
#endif

Что это значит, так это то, что он позволяет использовать этот заголовочный файл C с кодом С++, потому что будет определен макрос "__cplusplus". Но вы также можете использовать его с вашим старым кодом C, где макрос НЕ определен, поэтому он не увидит уникальную конструкцию С++.

Хотя, я также видел код на С++, например:

extern "C" {
#include "legacy_C_header.h"
}

который, как я полагаю, выполняет то же самое.

Не уверен, какой путь лучше, но я видел оба.

Ответ 3

Декомпилируйте сгенерированный двоичный файл g++, чтобы увидеть, что происходит

main.cpp

void f() {}
void g();

extern "C" {
    void ef() {}
    void eg();
}

/* Prevent g and eg from being optimized away. */
void h() { g(); eg(); }

Скомпилируйте и разберите сгенерированный ELF вывод:

g++ -c -std=c++11 -Wall -Wextra -pedantic -o main.o main.cpp
readelf -s main.o

Вывод содержит:

     8: 0000000000000000     7 FUNC    GLOBAL DEFAULT    1 _Z1fv
     9: 0000000000000007     7 FUNC    GLOBAL DEFAULT    1 ef
    10: 000000000000000e    17 FUNC    GLOBAL DEFAULT    1 _Z1hv
    11: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
    12: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND _Z1gv
    13: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND eg

Интерпретация

Мы видим, что:

  • ef и eg хранились в символах с тем же именем, что и в коде

  • другие символы были искажены. Пусть разоблачит их:

    $ c++filt _Z1fv
f()
$ c++filt _Z1hv
h()
$ c++filt _Z1gv
g()

Вывод: оба следующих типа символов не были искажены:

  • определяется
  • объявлено, но не определено (Ndx = UND), будет предоставлено по ссылке или во время выполнения из другого объектного файла

Таким образом, вам понадобится extern "C" при звонке:

  • C из C++: скажите g++, чтобы он ожидал неправильных символов, созданных gcc
  • C++ из C: скажите g++ сгенерировать не исправленные символы, чтобы gcc использовал

Вещи, которые не работают во внешнем C

Становится очевидным, что любая функция C++, требующая искажения имени, не будет работать внутри extern C:

extern "C" {
    // Overloading.
    // error: declaration of C function ‘void f(int) conflicts with
    void f();
    void f(int i);

    // Templates.
    // error: template with C linkage
    template <class C> void f(C i) { }
}

Минимальная работоспособность C из примера C++

Для полноты картины и для новичков см. также: Как использовать исходные файлы на языке C в проекте C++?

Вызвать C из C++ довольно просто: каждая функция C имеет только один возможный не искаженный символ, поэтому никакой дополнительной работы не требуется.

main.cpp

#include <cassert>

#include "c.h"

int main() {
    assert(f() == 1);
}

c.h

#ifndef C_H
#define C_H

/* This ifdef allows the header to be used from both C and C++. */
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
int f();
#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif

к.ц

#include "c.h"

int f(void) { return 1; }

Run:

g++ -c -o main.o -std=c++98 main.cpp
gcc -c -o c.o -std=c89 c.c
g++ -o main.out main.o c.o
./main.out

Без extern "C" ссылка завершается с:

main.cpp:6: undefined reference to 'f()'

потому что g++ ожидает найти искаженный f, который gcc не произвел.

Пример на GitHub.

Минимальная работоспособность C++ из примера C

Вызов C++ из C немного сложнее: нам нужно вручную создавать не искаженные версии каждой функции, которую мы хотим представить.

Здесь мы проиллюстрируем, как показать перегрузки функции C++ на C.

main.c

#include <assert.h>

#include "cpp.h"

int main(void) {
    assert(f_int(1) == 2);
    assert(f_float(1.0) == 3);
    return 0;
}

cpp.h

#ifndef CPP_H
#define CPP_H

#ifdef __cplusplus
// C cannot see these overloaded prototypes, or else it would get confused.
int f(int i);
int f(float i);
extern "C" {
#endif
int f_int(int i);
int f_float(float i);
#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif

cpp.cpp

#include "cpp.h"

int f(int i) {
    return i + 1;
}

int f(float i) {
    return i + 2;
}

int f_int(int i) {
    return f(i);
}

int f_float(float i) {
    return f(i);
}

Run:

gcc -c -o main.o -std=c89 -Wextra main.c
g++ -c -o cpp.o -std=c++98 cpp.cpp
g++ -o main.out main.o cpp.o
./main.out

Без extern "C" происходит сбой с:

main.c:6: undefined reference to 'f_int'
main.c:7: undefined reference to 'f_float'

потому что g++ генерировал искаженные символы, которые gcc не может найти.

Пример на GitHub.

Проверено в Ubuntu 18.04.

Ответ 4

В каждой программе на С++ все нестатические функции представлены в двоичном файле как символы. Эти символы представляют собой специальные текстовые строки, которые однозначно идентифицируют функцию в программе.

В C имя символа совпадает с именем функции. Это возможно, потому что в C две нестатические функции могут иметь одно и то же имя.

Поскольку С++ допускает перегрузку и имеет множество функций, которые C не имеет - как классы, функции-члены, спецификации исключений, невозможно просто использовать имя функции в качестве имени символа. Чтобы решить эту проблему, С++ использует так называемое управление именами, которое преобразует имя функции и всю необходимую информацию (например, число и размер аргументов) в какую-то странную строку, обрабатываемую только компилятором и компоновщиком.

Итак, если вы укажете функцию extern C, компилятор не будет выполнять с ним имя, и он может быть напрямую доступ к нему с использованием имени символа в качестве имени функции.

Это удобно при использовании dlsym() и dlopen() для вызова таких функций.

Ответ 5

C++ меняет имена функций, чтобы создать объектный язык -o из процедурного языка

Большинство языков программирования не построены поверх существующих языков программирования. C++ построен поверх C, и, кроме того, он является объектным языком программирования -o, построенным из процедурного языка программирования, и по этой причине существуют выражения C++, такие как extern "C" которые обеспечивают обратную совместимость с C,

Давайте посмотрим на следующий пример:

#include <stdio.h>

// Two functions are defined with the same name
// but have different parameters

void printMe(int a) {
  printf("int: %i\n", a);
}

void printMe(char a) {
  printf("char: %c\n", a);
}

int main() {
  printMe("a");
  printMe(1);
  return 0;
}

Компилятор AC не скомпилирует приведенный выше пример, потому что printMe та же функция printMe определяется дважды (даже если они имеют разные параметры int a vs char a).

gcc -o printMe printMe.c &&./printMe;
1 ошибка PrintMe определяется более одного раза.

Компилятор C++ скомпилирует приведенный выше пример. Не важно, что printMe определяется дважды.

g++ -o printMe printMe.c &&./printMe;

Это связано с тем, что компилятор C++ неявно переименовывает (искажает) функции на основе их параметров. В C эта функция не поддерживалась. Однако, когда C++ был построен на C, язык был разработан для объекта -o и должен был поддерживать возможность создавать разные классы с методами (функциями) с одинаковыми именами и переопределять методы (переопределение методов ).) на основе разных параметров.

extern "C" говорит "не искажать имена функций C"

Однако представьте, что у нас есть устаревший C файл с именем "parent.c", который include имена функций из других унаследованных C файлов, "parent.h", "child.h" и т.д. Если запускается устаревший "parent.c" файл с помощью компилятора C++ имена функций будут искажены, и они больше не будут совпадать с именами функций, указанными в "parent.h", "child.h" и т.д., поэтому имена функций в этих внешних файлах также будут нужно быть искалеченным. Переназначение имен функций в сложной программе на C, имеющих много зависимостей, может привести к поломке кода; поэтому может быть удобно предоставить ключевое слово, которое может сказать компилятору C++ не искажать имя функции.

Ключевое слово extern "C" указывает компилятору C++ не искажать (переименовывать) имена функций C. Пример использования: extern "C" void printMe(int a);

Ответ 6

Он изменяет связь функции таким образом, что функция может быть вызвана из C. На практике это означает, что имя функции не mangled.

Ответ 7

Ни один C-заголовок не может быть сделан совместимым с C++, просто заключив внешнюю букву "C". Когда идентификаторы в C-заголовке конфликтуют с ключевыми словами C++, компилятор C++ будет жаловаться на это.

Например, я видел следующий сбой кода в g++: 

extern "C" {
struct method {
    int virtual;
};
}

Кинда имеет смысл, но есть кое-что, о чем следует помнить при портировании C-кода на C++.

Ответ 8

Он сообщает компилятору С++ искать имена этих функций в стиле C при связывании, потому что имена функций, скомпилированных в C и С++, различаются на этапе компоновки.

Ответ 9

extern "C" предназначен для распознавания компилятором С++ и для уведомления компилятора о том, что отмеченная функция (или должна быть) скомпилирована в стиле C. Так что, связывая, он ссылается на правильную версию функции из C.

Ответ 10

Я использовал 'extern' C "'для dll (библиотеки динамической компоновки), чтобы сделать и т.д. Функция main()" exportable ", поэтому ее можно использовать позже в другом исполняемом файле из dll. Может быть, пример того, где я использовал его, может быть полезен.

DLL

#include <string.h>
#include <windows.h>

using namespace std;

#define DLL extern "C" __declspec(dllexport)
//I defined DLL for dllexport function
DLL main ()
{
    MessageBox(NULL,"Hi from DLL","DLL",MB_OK);
}

EXE

#include <string.h>
#include <windows.h>

using namespace std;

typedef LPVOID (WINAPI*Function)();//make a placeholder for function from dll
Function mainDLLFunc;//make a variable for function placeholder

int main()
{
    char winDir[MAX_PATH];//will hold path of above dll
    GetCurrentDirectory(sizeof(winDir),winDir);//dll is in same dir as exe
    strcat(winDir,"\\exmple.dll");//concentrate dll name with path
    HINSTANCE DLL = LoadLibrary(winDir);//load example dll
    if(DLL==NULL)
    {
        FreeLibrary((HMODULE)DLL);//if load fails exit
        return 0;
    }
    mainDLLFunc=(Function)GetProcAddress((HMODULE)DLL, "main");
    //defined variable is used to assign a function from dll
    //GetProcAddress is used to locate function with pre defined extern name "DLL"
    //and matcing function name
    if(mainDLLFunc==NULL)
    {
        FreeLibrary((HMODULE)DLL);//if it fails exit
        return 0;
    }
    mainDLLFunc();//run exported function 
    FreeLibrary((HMODULE)DLL);
}

Ответ 11

extern "C" - спецификация связывания, которая используется для функций вызова C в исходных файлах Cpp. Мы можем вызывать функции C, записывать переменные и включать заголовки. Функция объявляется в extern-сущности и определяется вне. Синтаксис

Тип 1:

extern "language" function-prototype

Тип 2:

extern "language"
{
     function-prototype
};

, например:

#include<iostream>
using namespace std;

extern "C"
{
     #include<stdio.h>    // Include C Header
     int n;               // Declare a Variable
     void func(int,int);  // Declare a function (function prototype)
}

int main()
{
    func(int a, int b);   // Calling function . . .
    return 0;
}

// Function definition . . .
void func(int m, int n)
{
    //
    //
}

Ответ 12

Этот ответ для нетерпеливых/имеет крайние сроки для встречи, только часть/простое объяснение ниже:

  • в C++ вы можете иметь одно и то же имя в классе с помощью перегрузки (например, поскольку все они одинаковы с именами не могут быть экспортированы как-из dll и т.д.) решение этих проблем заключается в том, что они преобразуются в разные строки ( символы обозначают имя функции, а также аргументы, поэтому каждая из этих функций, даже с тем же именем, может быть однозначно идентифицирована (также называется,
  • в C у вас нет перегрузки, имя функции уникально (поэтому отдельная строка для идентификации имени функции не требуется, поэтому символ - это имя функции)

Так
в C++, с именем, определяющим однозначно тождества каждой функции
в C, даже без имени, определяющего однозначно тождества, каждая функция

Чтобы изменить поведение C++, то есть указать, что для определенной функции не должно выполняться манипуляция имени, вы можете использовать extern "C" перед именем функции по любой причине, например, экспортировать функцию с определенным именем из dll, для использования его клиентами.

Прочтите другие ответы, чтобы получить более подробные/более правильные ответы.

Ответ 13

При смешивании C и С++ (т.е. вызов функции C из С++ и b. вызов функции С++ из C), сбой имени С++ вызывает проблемы с связыванием. Технически говоря, эта проблема возникает только тогда, когда функции вызываемого пользователя уже скомпилированы в двоичный файл (скорее всего, файл *.a) с использованием соответствующего компилятора.

Поэтому нам нужно использовать extern "C", чтобы отключить манипуляцию имени на С++.