C和C++如何实现互相调用详解

时间:2023-02-02 卍一十二画卍人气:0

前言

在项目开发过程中，我们底层代码经常用C来实现，而上层应用大都会用C++实现，这样我们就涉及到了C和C++相互调用的情况了。那么，C/C++如何实现相互调用呢？

1、为什么会有差异？

编译方式不同：C文件常采用gcc编译，而Cpp文件常采用g++来编译C++
支持函数重载：由于这一特性，C++和C中的同一个函数，经过编译后，生成的函数名称是不同的。

这样就导致了C与C++之间不能直接进行调用，要解决这一问题，就得靠extern "C"来辅助了。

2、extern “C”

extern

extern关键字我们并不陌生，它是编程语言中的一种属性，用来表示变量，函数等类型的作用范围。

我们经常在.c源文件中定义变量或者实现函数，在.h头文件中使用extern关键字进行声明，方便其他文件调用。

“C”

编程语言种类繁多，不同语言有不同的编译规则，如果想要互相调用，必须告诉编译器以什么规则去编译文件，这样才能正常调用。

其主要作用是：把“C”当作一个标志位，告诉编译器，下面代码以C的方式编译！

了解其中原理后，我们来实操一下！

3、C++调用C

我们创建3个文件，分别为main.cpp、cal.c、cal.h。

我们分别使用gcc和g++单独编译文件，编译出cal.o和main.o两个中间文件，很简单，定义了一个embedded_art的函数。

# 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

下面看一下编译之后的中间文件cal.o和main.o的符号表，看看同一个函数embedded_art不同编译方式之后的差别。

可以看到，g++编译之后，对函数名称进行了加工，按照自身的编译规则，最终生成了一个新的函数名，所以我们如果直接调用cal.c中的embedded_art肯定是不行的。

正确方式

使用extern "C"来使g++编译器用C的方式编译。

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

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

再次进行编译，即可！

可以看到符号表中，该函数名称正常，然后我们将中间文件链接起来，执行，输出正确结果！

# 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 
main entry
嵌入式艺术

4、C调用C++

我们创建3个文件，分别为main.c、cal.cpp、cal.h。

我们分别使用gcc和g++单独编译文件，编译出cal.o和main.o两个中间文件，很简单，同样定义了一个embedded_art的函数。

# 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

下面看一下编译之后的中间文件cal.o和main.o的符号表，看看同一个函数embedded_art不同编译方式之后的差别。

同样，不同的编译器处理方式不同，函数名称依旧不同！同样，需要加入extern "C"来告诉编译器按C的方式编译。

我们在cal.h的声明部分添加，然后重新编译！

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

可以看到符号表中，该函数名称正常，然后我们将中间文件链接起来。

这个时候，会出现报错extern "C"，这是什么情况？

在main.c文件中，引入了c++的头文件cal.h，因为"C"在C++编译的时候才能识别，C语言中并没有这个关键字。

所以，我们需要在g++编译的时候去加入extern "C"，而gcc编译的时候跳过，这个时候就要提到c++编译时候的特定宏__cplusplus了，相当于一个阀门了。

我们修改cal.h文件：

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

extern void embedded_art(void);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

这样就确保了，c++编译embedded_art函数的时候，采用C语法编译，而gcc编译的时候，不作处理。

再次链接，执行！

# 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
main entry
嵌入式艺术

补充：C/C++文件之间函数的引用

C通过加"中间层"来引用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;
}

//中间层//C++文件
 
int Max(int ,int);
 
extern "C"
{
	int MyMax(int a, int b)
	{
		return Max(a, b);
	}
}

关键点：本文件之间的函数调用，不牵扯到函数符号的生成。比如中间层那个文件：C++格式的声明，C的引用(return Max(a,b))，不会牵扯到什么链接失败，那是发生在编译期间的，不牵扯到符号之间的解析。

总结

C/C++之间的相互调用，归根到底就是：不同的语言有不同的编译规则，要想实现通用，就必须告诉编译器，按照目标语言的规则进行编译！

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