人工智能AI面試題-1.1在C++程序中調(diào)用被C編譯器編譯后的函數(shù),為什么要加e
1.1 在C++程序中調(diào)用被C編譯器編譯后的函數(shù),為什么要加extern “C”? ?? 首先,作為extern是C/C++語言中表明函數(shù)和全局變量作用范圍(可見性)的關(guān)鍵字,該關(guān)鍵字告訴編譯器,其聲明的函數(shù)和變量可以在本模塊或其它模塊中使用。通常,在模塊的頭文件中對本模塊提供給其他模塊引用的函數(shù)和全局變量以關(guān)鍵字extern聲明。例如,如果模塊B欲引用該模塊A中定義的全局變量和函數(shù)時(shí)只需包含模塊A的頭文件即可。這樣,模塊B中調(diào)用模塊A中的函數(shù)時(shí),在編譯階段,模塊B雖然找不到該函數(shù),但是并不會報(bào)錯(cuò);它會在連接階段從模塊A編譯生成的目標(biāo)代碼中找到此函數(shù)。extern “C"是連接聲明(linkage declaration),被extern “C"修飾的變量和函數(shù)是按照C語言方式編譯和連接的,來看看C++中對類似C的函數(shù)是怎樣編譯的:作為一種面向?qū)ο蟮恼Z言,C++支持函數(shù)重載,而過程式語言C則不支持。函數(shù)被C++編譯后在符號庫中的名字與C語言的不同。例如,假設(shè)某個(gè)函數(shù)的原型為: void foo(int x, int y); 該函數(shù)被C編譯器編譯后在符號庫中的名字為_foo,而C++編譯器則會產(chǎn)生像_foo_int_int之類的名字(不同的編譯器可能生成的名字不同,但是都采用了相同的機(jī)制,生成的新名字稱為"mangled name”)。_foo_int_int這樣的名字包含了函數(shù)名、函數(shù)參數(shù)數(shù)量及類型信息,C++就是靠這種機(jī)制來實(shí)現(xiàn)函數(shù)重載的。例如,在C++中,函數(shù)void foo(int x, int y)與void foo(int x, float y)編譯生成的符號是不相同的,后者為_foo_int_float。同樣地,C++中的變量除支持局部變量外,還支持類成員變量和全局變量。用戶所編寫程序的類成員變量可能與全局變量同名,我們以”."來區(qū)分。而本質(zhì)上,編譯器在進(jìn)行編譯時(shí),與函數(shù)的處理相似,也為類中的變量取了一個(gè)獨(dú)一無二的名字,這個(gè)名字與用戶程序中同名的全局變量名字不同。 未加extern "C"聲明時(shí)的連接方式假設(shè)在C++中,模塊A的頭文件如下: // 模塊A頭文件 moduleA.h #ifndef MODULE_A_H #define MODULE_A_H int foo(int x, int y); #endif
在模塊B中引用該函數(shù): // 模塊B實(shí)現(xiàn)文件 moduleB.cpp
#include "moduleA.h"
foo(2, 3);
實(shí)際上,在連接階段,連接器會從模塊A生成的目標(biāo)文件moduleA.obj中尋找_foo_int_int這樣的符號! 加extern "C"聲明后的編譯和連接方式 加extern "C"聲明后,模塊A的頭文件變?yōu)椋?// 模塊A頭文件 moduleA.h
#ifndef MODULE_A_H
#define MODULE_A_H
extern "C" int foo(int x, int y);
#endif
在模塊B的實(shí)現(xiàn)文件中仍然調(diào)用foo(2, 3),其結(jié)果是: (1)模塊A編譯生成foo的目標(biāo)代碼時(shí),沒有對其名字進(jìn)行特殊處理,采用了C語言的方式; (2)連接器在為模塊B的目標(biāo)代碼尋找foo(2, 3)調(diào)用時(shí),尋找的是未經(jīng)修改的符號名_foo。如果在模塊A中函數(shù)聲明了foo為extern "C"類型,而模塊B中包含的是extern int foo(int x, int y),則模塊B找不到模塊A中的函數(shù);反之亦然。 所以,可以用一句話概括extern "C"這個(gè)聲明的真實(shí)目的(任何語言中的任何語法特性的誕生都不是隨意而為的,來源于真實(shí)世界的需求驅(qū)動。我們在思考問題時(shí),不僅能只停留在這個(gè)語言是怎么做的,還要問一問它為什么要這么做,動機(jī)是什么,這樣我們可以更深入地理解許多問題):實(shí)現(xiàn)C++與C及其他語言的混合編程。 明白了C++中extern "C"的設(shè)立動機(jī),我們下面來具體分析extern "C"通常的使用技巧:extern "C"的慣用法。 在C++中引用C語言中的函數(shù)和變量時(shí),包含C語言頭文件(假設(shè)為cExample.h)時(shí),需要進(jìn)行以下處理:
extern "C" {
#include "cExample.h"
}
在C語言的頭文件中,對其外部函數(shù)只能指定為extern類型,C語言中不支持extern "C"聲明,在.c文件中包含了extern "C"時(shí)會出現(xiàn)編譯語法錯(cuò)誤。 例如,在包含C函數(shù)的例子工程中的三個(gè)文件的源代碼如下: C語言頭文件:cExample.h #ifndef C_EXAMPLE_H
#define C_EXAMPLE_H
extern int add(int x, int y);
#endif
C語言實(shí)現(xiàn)文件:cExample.c #include "cExample.h"
int add(int x, int y) {
return x + y;
}
C++實(shí)現(xiàn)文件,調(diào)用add:cppFile.cpp extern "C" {
#include "cExample.h"
}
int main(int argc, char* argv[]) {
add(2, 3);
return 0;
}
在C中引用C++語言中的函數(shù)和變量時(shí),C++的頭文件需添加extern “C”,但是在C語言中不能直接引用聲明了extern "C"的該頭文件,應(yīng)該僅將C文件中將C++中定義的extern "C"函數(shù)聲明為extern類型。
例如,在包含C++函數(shù)的例子工程中的三個(gè)文件的源代碼如下: C++頭文件:cppExample.h #ifndef CPP_EXAMPLE_H
#define CPP_EXAMPLE_H
extern "C" int add(int x, int y);
#endif
C++實(shí)現(xiàn)文件:cppExample.cpp #include "cppExample.h"
int add(int x, int y) {
return x + y;
}
C實(shí)現(xiàn)文件:cFile.c /* 這樣會編譯出錯(cuò):#include "cExample.h" */
extern int add(int x, int y);
int main(int argc, char* argv[]) {
add(2, 3);
return 0;
}
以上是關(guān)于在C++程序中調(diào)用被C編譯器編譯后的函數(shù)時(shí)為什么要加extern "C"的解析和用法。???