C 與 C++ 接口函數(shù)相互調(diào)用的實(shí)現(xiàn)

一、C 或 C++ 編譯的四個步驟

(一) 預(yù)處理

在該步驟中，編譯器將源程序中以“#”開頭的語句進(jìn)行處理。其中，#include 的原理是將目標(biāo)文件內(nèi)容導(dǎo)入本文件。

(二) 編譯

在該步驟中，編譯器將第一步生成的各個文件分別轉(zhuǎn)換成匯編語言文件。在該過程中，所有函數(shù)的名稱都會被轉(zhuǎn)換成一個符號作為匯編文件中的唯一標(biāo)識，對 C 語言函數(shù)一般直接用函數(shù)名稱作為其唯一標(biāo)識的符號，而對于 C++ 函數(shù)在多數(shù)情況下需要在函數(shù)名稱加上各種前綴或后綴才能作為其標(biāo)識，比如函數(shù) void Print(int num)，如果編譯器將其視為 C 語言編譯，則該函數(shù)在匯編文件中的符號為 Print，若視為 C++，則其符號可能為 Print_int（在 gcc 或 g++ 中函數(shù)名稱的改變還會考慮命名空間等因素）,這也是 C++ 支持函數(shù)重載的原因。

(三) 匯編

在該步驟中，編譯器將第二步生成的各個文件分別轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制文件，但還不是可執(zhí)行文件。

(四) 鏈接

在該步驟中，編譯器會為第三步生成的每一個文件“穿針引線”，比如 main() 函數(shù)中調(diào)用了 Print() 函數(shù)，還不知道 Print() 函數(shù)在哪里，而在 Print() 函數(shù)主體所在的那個文件中，已經(jīng)標(biāo)明了 Print() 函數(shù)的地址，所以編譯器會在 main() 函數(shù)中調(diào)用 Print() 函數(shù)的地方標(biāo)注 Print() 函數(shù)的地址，為程序執(zhí)行過程中的地址跳轉(zhuǎn)提供目標(biāo)地址，而編譯器能做到這一步的前提，是 main() 函數(shù)中 Print() 函數(shù)的標(biāo)識，和 Print() 函數(shù)主體所在的那個文件中 Print() 函數(shù)的標(biāo)識是一模一樣的，如果不一樣，就會觸發(fā)鏈接錯誤。

二、C 與 C++ 接口相互調(diào)用的關(guān)鍵

從上文可以得知，要調(diào)用一個函數(shù)有一個重要條件就是調(diào)用處的符號和函數(shù)主體處的符號要一模一樣，而 C 和 C++ 在編譯過程中將函數(shù)名稱改編成標(biāo)識符號的方法是不一樣的，因此相互調(diào)用的關(guān)鍵在于統(tǒng)一接口函數(shù)的標(biāo)識符號，而一般采取的方法是，用 C 函數(shù)改編的方法統(tǒng)一接口函數(shù)的改編方式。

三、extern "C"

extern "C" 的作用是告訴編譯器按 C 函數(shù)名稱改編的方法將修飾的函數(shù)改編成標(biāo)識符號。extern "C" 一般用在 C++ 文件中。

extern "C" void Print(int num);
extern "C" {
 void Input(int* num);
 void Output(int num);
};

以上是 extern "C" 的兩種寫法。如此一來，以上三個函數(shù)都會按 C 的方式被改編成符號，在 gcc 或 g++ 編譯下就會被改變成 Print，Input，Output。

四、C 函數(shù)調(diào)用 C++ 接口

(一) 調(diào)用非成員函數(shù)

被調(diào)用函數(shù)的聲明和定義如下。

/**
 * called.h
 */
#ifndef CALLED_H
#define CALLED_H

extern "C" void PrintCpp(void);

#endif

/**
 * called.cpp
 */
#include <iostream>
#include "called.h"

using namespace std;

void
PrintCpp(void) {
 cout << "I\'m cpp." << endl;
}

最終調(diào)用如下。

/**
 * call.c
 */
#include "called.h"

int
main(int argc, char const* argv[]) {
 PrintCpp();
 return 0;
}

(二) 調(diào)用類成員函數(shù)(接口函數(shù)沒有類指針)

被調(diào)用函數(shù)聲明和定義如下。

/**
 * called.h
 */
#ifndef CALLED_H
#define CALLED_H

class Console {
public:
 Console();
 virtual void PrintDouble(double num);
};

extern "C" void CppPrintDouble(double num);

#endif

/**
 * called.cpp
 */
#include <iostream>
#include "called.h"

using namespace std;

Console::Console() {}

void
Console::PrintDouble(double num) {
 cout << num << endl;
}

Console* console = new Console();

void
CppPrintDouble(double num) {
 console->PrintDouble(num);
}

最終調(diào)用如下。

/**
 * call.c
 */
#include "called.h"

int
main(int argc, char const* argv[]) {
 CppPrintDouble(3.14);
 return 0;
}

五、C++ 函數(shù)調(diào)用 C 接口

被調(diào)用函數(shù)的聲明和定義如下。

/**
 * called.h
 */
#ifndef CALLED_H
#define CALLED_H

void PrintC(void);

#endif

/**
 * called.c
 */
#include <stdio.h>

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#include "called.h"
#ifdef __cplusplus
};
#endif

void
PrintC(void) {
 printf("I\'m C.\n");
}

最終調(diào)用如下。

/**
 * call.cpp
 */
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#include "called.h"
#ifdef __cplusplus
};
#endif

int
main(int argc, char const* argv[]) {
 PrintC();
 return 0;
}

在 called.c 文件中，#ifdef __cplusplus /*...*/ #endif 和 extern "C" 的作用是防止 g++ 編譯器對“.c”文件用 C++ 的方式編譯，如果用 gcc 進(jìn)行編譯，則直接寫 #include "called.h" 就行。

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