****如只想知道怎样就能实现C/C++混合程式设计而不深究为什么的话, 可以一拉到底直接看总结.****
首先, 在介绍C/C++混合程式设计之前, 先思考几个问题
1. C/C++混合程式设计是什么?
2. C/C++混合程式设计有什么用?
3. C/C++混合程式设计应该怎么实现?
下面, 简单讲讲我对C/C++混合程式设计的理解 :
1. C/C++混合程式设计是什么?
就像问题本身所说, C/C++混合程式设计也就是一个工程中, 在C函式中呼叫C++函式的方法, 在C++的函式中能够呼叫C函式的方法.2. C/C++混合程式设计有什么用?
在我们日常开发中, 也许会遇到这么一些情况, 同事A, C非常牛逼, 但是对C++一窍不通; 同事B, C++信手拈来, 但是对C却满头雾水. 但是在工作中有这么一种需求, 同事A需要用到C++的方法, 同事B需要用到C的方法, 这怎么办?没错, 最简单的就是, 同事A把C的程式码写好, 然后同事B只管呼叫即可, 同理, 同事A只管呼叫同事B写好的C++程式码, 各司其职, 提高工作效率.
3. C/C++混合程式设计应该怎么实现?
那么, 这混合程式设计究竟要怎么实现呢?在介绍之前, 我们先简单了解下以下几个概念
1. 函式过载
2. C++的名字改编机制
3. extern 及 extern "C"
* 函式过载(Overloading)
C++和Java中的函式过载的定义一致,
即在相同的作用域内, C++允许多个函式名称相同, 而形参列表不同, 如下图所示 :
函式过载
然而大家有没有想过为什么C++支援函式过载, 而C却不支援函式过载呢?
这个就要涉及到C++的名字改编机制了. 请往下看~
* C++的名字改编机制
在C中,
void test(); // 该函式编译后编译器会对函式名称改写成 _test
C语言中的test()函式
C语言编译器改名后的test()函式叫_test
ps: 不提供test()函式的实现是让Xcode连结的时候报错, 这样我们才能看清楚test()函式的真面目!
void test(int a); // 该函式编译后编译器改写函式名后依然是 _test
C语言中的test(int)函式
C语言编译器改名后的test(int)函式依旧叫_test
在C++中,
void test(); // 该函式编译后编译器会对函式名称改写成 test()
C++编译器改名后的test()函式叫test()
void test(int a); // 该函式编译后编译器改写函式名后是 test(int)
C++编译器改名后的test(int)函式叫test(int)
ps : 有的系统的编译器会编译成 _test_int 这种格式, 名字改编机制只是一种思路, 并没有一种唯一的命名规范, 不同的编译器命名规范不同, 但是思路一致! 如下图所示 :
编译器不同所产生的函式名可能不同
本文就举这几个例子, 大家可以自行尝试过载多几个函式, 然后动手试试看结果. 实践才是王道!
通过上面几个例子, 相信大家很容易就能知道为什么C++支援过载而C不支援过载了.
因为C++有名字改编机制而C没有!
所以在C中, 只要函式名相同, 不管你的形参列表如何南辕北辙, 编译器均会将其编译为同一函式名, 这样在程式执行过程中就会造成函式呼叫的二义性(也就是对于相同函式名的函式, 程式并不知道应该呼叫哪一个函式), 这是不允许的, 所以会报错.
然而对于C++而言, 尽管他们的函式名相同, 但是因为他们的形参列表不同, 编译器编译后实际上会为他们改名为不同名字的函式, 所以程式执行呼叫函式的时候并不会产生二义性, 因此C++允许函式过载.
这里扯一句题外话, C++的过载被认为不是多型, 因为多型是动态执行时对方法的系结, 而C++的函式过载最多算是编译时的"多型". (这句话不一定正确, 请大家纠正)
* extern 及 extern "C"
extern相信大家比较熟悉, 它一般用来宣告一个函式, 全域性变数的作用域. extern告诉编译器, 其宣告的函式和变数可以供本档案或者其他档案使用. 这里不再赘述.
extern "C" 中的C是什么意思呢?
这里的C不是指C语言这一门语言, 而是表示一种编译和连结的规约. C表示符合C语言的编译和连线规约的任何语言，如Fortran(公式翻译)、assembler(组合语言)等。
注意 :
extern "C" 只是指定编译和连结的规约, 并不会影响语义, 所以在C++档案中该怎么写还得怎么写, 必须遵循C++的语法规范.
在C++原始档的语句前加上 extern "C" 的作用就是告诉编译器, 这一段程式码按照类C的编译和连结规约来编译和连结(对, 也就是按照类C的函式命名规范编译)
小技巧 : 如果有多条语句需要extern "C", 可以用{ } 括住, 例如 :
extern "C" 用法
那应该怎样使用extern "C" 来 实现C/C++混合程式设计呢?
1. C中呼叫C++的程式码2. C++中呼叫C的程式码
3. C/C++互调
* C中呼叫C++的程式码
废话不多说, 上程式码.
C呼叫C++中定义的sum(int, int)函式
毫无疑问, 这段程式码是连结不通过的, 为什么呢?
在C中, 编译器会将main函式中呼叫的sum函式编译为_sum, 然而远在那边写在C++档案中的sum函式则被编译为sum(int, int), 则连结的时候编译器会报找不到_sum函式的错误. 如下图
未定义的_sum函式
解决思路很明确, 只要确保函式在C和C++档案中编译连结的规约一样就OK了!
这时候extern "C" 就要闪亮登场了!
此时我们只需要在cpp档案中用extern "C" { } 把需要被C档案呼叫的函式包含即可, 如下图
编译成功, 输出结果正确
* C++中呼叫C的程式码
C++呼叫C的sum(int, int)函式
同样, 因为编译连结函式命名规范不同导致找不到函式
此时, 我们不能像之前C呼叫C++的方法来解决问题, 原因是 extern "C" 并不能在C档案中使用, 况且C档案本来就遵循C的编译和连结规约, 就算能在.c档案中使用extern "C" 也无济于事.
此时就涉及到#include的作用了, 众所周知, #include相当于文字拷贝, 等于把在标头档案中宣告的C函式原封不动cpy到#include "zs.h"中, 如下图
#include
有的朋友可能就想到了, 既然函式宣告已经被copy到了C++档案中, 只需要保证C++档案中的这段函式宣告程式码按照类C的编译, 连结规约进行编译和连结就能保证编译出的sum函式的名称与C档案中的函式名称保持一致了!
所以便有了以下方法
Done!
细心的朋友就会发现, 既然#include相当于文字拷贝, 那为何不把extern "C" 语句放到标头档案中呢?
好的, 我们试试~
果不其然, 执行成功
但是我很遗憾的告诉大家, 如果你这样做的话, 那么C档案就不能呼叫C档案的方法了!
因为C的编译器不支援 extern "C" 语法!
这里要引出一个宏, __cplusplus, 只要是C++档案, 编译器就会自动定义一个这样的宏, 我们就能利用这个宏做到C/C++的终极混编了!
C呼叫C函式成功
C++呼叫C函式成功
总结
要想写一套C/C++均能呼叫的函式, 则必须按照C的方式编译 (因为C语言不支援C++, 而C++同时支援C/C++)要实现C/C++混合程式设计其实很简单, 只需要在标头档案加几行程式码即可, 如下图
C/C++混合程式设计核心程式码
有趣的是, Objective-C的函式编译命名规范与C语言一样, 由此可知如果要实现C/OC/C++混合程式设计, 跟C/C++程式设计是大同小异.
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