C++ 中extern "C" 的使用

1、C++ 和 C 的符号修饰（Name Mangling）

C++编译器会对函数名称进行符号修饰（name mangling），以支持函数重载等特性。这种修饰会改变函数在目标代码中的名称，而C语言则不会进行这样的符号修饰。

#include<iostream>
using namespace std;

void foo(int a);  // C++中的函数声明

int main() {
  cout << "Hello, World!";
  return 0;
}

在C++中，foo(int) 可能会被编译器修饰为 _Z3fooi 或类似的名字，以便区分不同的重载版本。C语言中，foo 会直接编译为符号 foo，没有附加信息。

由于这种差异，C++编译器在链接C语言代码时无法找到对应的符号。extern "C"命令告知C++编译器以C的方式处理指定代码块中的符号，避免符号修饰。

2、extern "C" 的用法

extern "C" 用于告诉编译器按照 C 语言的方式进行函数名修饰（即“C 语言链接”）。这对于需要与 C 代码进行交互的场景非常有用，因为 C++ 编译器通常会对函数名进行“名称修饰”（Name Mangling），而 C 语言则不会。使用 extern "C" 可以让 C++ 函数名在链接时符合 C 语言的格式，从而与 C 代码兼容。

1） 单个函数声明

如只想将一个单独的函数声明为 C 函数，可以直接使用 extern "C" 关键字，

#include <iostream>

// 使用 extern "C" 将 foo 函数按 C 的方式链接
extern "C" void foo(int a);

// foo 函数的定义
void foo(int a) {
    std::cout << "Called foo with argument: " << a << std::endl;
}

int main() {
    foo(42);  // 调用 foo 函数
    return 0;
}

2）多个函数声明（代码块）

在 extern "C" 代码块中声明两个函数 foo 和 bar，然后在主函数中调用它们。

#include <iostream>

// 使用 extern "C" 代码块将多个函数声明为 C 链接方式
extern "C" {
    void foo(int a);
    void bar(double b);
}

// foo 函数的定义
void foo(int a) {
    std::cout << "Called foo with integer argument: " << a << std::endl;
}

// bar 函数的定义
void bar(double b) {
    std::cout << "Called bar with double argument: " << b << std::endl;
}

int main() {
    foo(42);        // 调用 foo 函数
    bar(3.14);      // 调用 bar 函数
    return 0;
}

3、主要用途

1）链接C语言的库

C++项目经常需要调用C语言库，如标准库（math.h）、POSIX库，或其他第三方C库。为了保证链接时C++编译器能够正确解析C函数的符号，需要在包含C库的头文件时使用 extern "C"。

extern "C" {
    #include <math.h>
}

int main() {
    double result = sqrt(4.0);
    return 0;
}

使用 extern "C" 保证了 sqrt 等标准C库函数的符号能够被正确解析。

2） 在C++中定义C接口

如在C++中编写的代码需要提供给C程序调用，可以使用 extern "C" 来定义C兼容的接口，使C代码可以调用这些C++函数。

#include <iostream>

// 使用 extern "C" 定义一个 C 兼容接口
extern "C" void c_interface();

void c_interface() {
    // C++ 实现细节
    std::cout << "This is a C-compatible interface with a C++ implementation." << std::endl;
}

int main() {
    c_interface();  // 调用 C 兼容接口
    return 0;
}

4、extern "C" 的注意事项

1）只能用于函数和变量声明

extern "C" 只能用于函数和变量的声明，不能用于类、模板、命名空间等C++特有的特性。

2）无重载支持

由于C语言不支持函数重载，使用 extern "C" 声明的函数不能重载。

3）头文件中使用 extern "C"

为了在C++中包含C头文件，通常在C库的头文件中使用条件编译，以便在C和C++代码中都能正常使用。