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C和C++如何實現互相調用詳解_C 語言

作者：卍一十二畫卍 ? 更新時間： 2023-02-25 編程語言

前言

在項目開發過程中，我們底層代碼經常用C來實現，而上層應用大都會用C++實現，這樣我們就涉及到了C和C++相互調用的情況了。那么，C/C++如何實現相互調用呢？

1、為什么會有差異？

  • 編譯方式不同：C文件常采用gcc編譯，而Cpp文件常采用g++來編譯C++
  • 支持函數重載：由于這一特性，C++和C中的同一個函數，經過編譯后，生成的函數名稱是不同的。

這樣就導致了C與C++之間不能直接進行調用，要解決這一問題，就得靠extern "C"來輔助了。

2、extern “C”

  • extern

extern關鍵字我們并不陌生，它是編程語言中的一種屬性，用來表示變量，函數等類型的作用范圍。

我們經常在.c源文件中定義變量或者實現函數，在.h頭文件中使用extern關鍵字進行聲明，方便其他文件調用。

“C”

編程語言種類繁多，不同語言有不同的編譯規則，如果想要互相調用，必須告訴編譯器以什么規則去編譯文件，這樣才能正常調用。

其主要作用是：把“C”當作一個標志位，告訴編譯器，下面代碼以C的方式編譯！

了解其中原理后，我們來實操一下！

3、C++調用C

我們創建3個文件，分別為main.cpp、cal.c、cal.h。

image-20221219154545328

我們分別使用gcc和g++單獨編譯文件，編譯出cal.o和main.o兩個中間文件，很簡單，定義了一個embedded_art的函數。

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test on git:main x [15:57:32] 
$ ls
cal.c  cal.h  main.cpp

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test on git:main x [15:57:43] 
$ gcc -c cal.c 

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test on git:main x [15:57:49] 
$ g++ -c main.cpp 

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test on git:main x [15:57:55] 
$ ls
cal.c  cal.h  cal.o  main.cpp  main.o

下面看一下編譯之后的中間文件cal.o和main.o的符號表，看看同一個函數embedded_art不同編譯方式之后的差別。

image-20221219160137798

可以看到，g++編譯之后，對函數名稱進行了加工，按照自身的編譯規則，最終生成了一個新的函數名，所以我們如果直接調用cal.c中的embedded_art肯定是不行的。

正確方式

使用extern "C"來使g++編譯器用C的方式編譯。

在main.cpp文件中，我們引入cal.h的位置，添加extern "C"

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

再次進行編譯，即可！

image-20221219161410964

可以看到符號表中，該函數名稱正常，然后我們將中間文件鏈接起來，執行，輸出正確結果！

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test on git:main x [16:18:36] 
$ g++ main.o cal.o 

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test on git:main x [16:19:54] 
$ ls
a.out  cal.c  cal.h  cal.o  main.cpp  main.o

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test on git:main x [16:19:57] 
$ ./a.out 
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4、C調用C++

我們創建3個文件，分別為main.c、cal.cpp、cal.h。

image-20221219162526678

我們分別使用gcc和g++單獨編譯文件，編譯出cal.o和main.o兩個中間文件，很簡單，同樣定義了一個embedded_art的函數。

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test/c_call_c++ on git:main x [16:24:45] 
$ g++ -c cal.cpp   

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test/c_call_c++ on git:main x [16:24:52] 
$ gcc -c main.c    

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test/c_call_c++ on git:main x [16:24:56] 
$ ls
cal.cpp  cal.h  cal.o  main.c  main.o

下面看一下編譯之后的中間文件cal.o和main.o的符號表，看看同一個函數embedded_art不同編譯方式之后的差別。

image-20221219162704004

同樣，不同的編譯器處理方式不同，函數名稱依舊不同！同樣，需要加入extern "C"來告訴編譯器按C的方式編譯。

我們在cal.h的聲明部分添加，然后重新編譯！

extern "C" {
extern void embedded_art(void);
}

image-20221219163014548

可以看到符號表中，該函數名稱正常，然后我們將中間文件鏈接起來。

image-20221219163536166

這個時候，會出現報錯extern "C"，這是什么情況？

在main.c文件中，引入了c++的頭文件cal.h，因為"C"在C++編譯的時候才能識別，C語言中并沒有這個關鍵字。

所以，我們需要在g++編譯的時候去加入extern "C"，而gcc編譯的時候跳過，這個時候就要提到c++編譯時候的特定宏__cplusplus了，相當于一個閥門了。

我們修改cal.h文件：

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

extern void embedded_art(void);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

這樣就確保了，c++編譯embedded_art函數的時候，采用C語法編譯，而gcc編譯的時候，不作處理。

再次鏈接，執行！

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test/c_call_c++ on git:main x [16:45:06] C:1
$ gcc -no-pie cal.o main.o -o main

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test/c_call_c++ on git:main x [16:46:46] 
$ ls
cal.cpp  cal.h  cal.o  main  main.c  main.o

# dong @ ubuntu in ~/WorkSpace/Donge_Programs/Unix_Programming_Learning/c_c++_call_test/c_call_c++ on git:main x [16:49:01] 
$ ./main
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補充：C/C++文件之間函數的引用

C通過加"中間層"來引用C++(不用修改原C++文件)

//C文件
 
int MyMax(int, int);
 
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
 
	printf("%d\n", MyMax(a,b));
 
	return 0;
}
//C++文件
int Max(int a, int b)
{
	return a > b ? a : b;
}
//中間層//C++文件
 
int Max(int ,int);
 
extern "C"
{
	int MyMax(int a, int b)
	{
		return Max(a, b);
	}
}

關鍵點：本文件之間的函數調用，不牽扯到函數符號的生成。比如中間層那個文件：C++格式的聲明，C的引用(return Max(a,b))，不會牽扯到什么鏈接失敗，那是發生在編譯期間的，不牽扯到符號之間的解析。

總結

C/C++之間的相互調用，歸根到底就是：不同的語言有不同的編譯規則，要想實現通用，就必須告訴編譯器，按照目標語言的規則進行編譯！

原文鏈接：https://blog.csdn.net/dong__ge/article/details/128392355

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