extern "C"

原文

本以为很简单,仔细阅读了一下 C++ 标准,发现内容还不少。总结了一下。

要点:函数类型,函数名,变量名具有语言链接性,language linkage。

  • 语言链接性可能会影响到名字以及调用约定等,由实现决定。
  • C++ 默认的语言连接性是 C++ 语言链接性。
  • 语言链接性仅作用于函数类型,函数名,变量名。
  • 不同语言链接性的函数类型是不同的类型,即便其余的地方都相同。
  • 语言链接性用链接性规格(linkage-specification)来声明,分有无大括号两种形式。
extern string-literal { declaration-seq opt }
extern string-literal declaration;
  • 所有的实现都必须支持 “C” 和 “C++” 链接性。
  • 链接性规格允许嵌套,此时最内层的那个起作用,但是并不建立作用域。因为不是作用域,B 可以看到 A
extern "C" { extern "C++" { class A{}; } }
extern "C" { class B:A{};}
  • 如果C链接性施加到C++类成员和成员函数的类型,忽略C链接性,但是其余的地方依然有效,比如成员函数的参数。比如extern "C" { class A{ void f(void (*p)()){} }; }

    • A 不是函数和变量,没有语言链接性
    • f 是 C++ 成员函数,忽略所指定的 C 链接性,如果在外层没指定别的,就是
    • C++链接性。
    • p 具有 C 链接性。
  • 除了C++链接性的函数外,同一个函数不带链接性规格的声明的函数不能早于带的。如果前面声明了带链接性规格的形式,后面又出现了不带的形式,不受影响。

    • 比如 extern "C" void foo(); void foo(); 是可以的,反过来不行。
    • 但是 extern void foo(); extern "C++" void foo(); 可以。
  • 特定名字的 C 语言链接性的函数最多只能有一个,即便放在不同的 namespace 里,也是同一个函数,变量也是如此。这样的函数或变量也不能重复定义。两个 f 是同一个

namespace A { extern "C" void f(); }
namespace B { extern "C" void f(); }
  • 有链接性规格的函数具有外部链接性。因此下面的代码是错误的。
extern "C" void f();
static void f();
  • 链接性规格,带大括号的形式,不影响里面的声明是声明还是定义。单个声明的形式,视为 extern 限定符。
extern "C" int i;       // 是声明;
extern "C" { int i; }   // 是定义;
extern "C" { extern int i; } // 又是声明。
  • 单个声明形式的连接性规格,不能再指定存储类别。
extern "C" static void f(); // error
  • 因为语言链接性只跟链接性有关,因此 C 语言链接性的函数也可以有默认参数,函数的接口可以有引用。
  • 标准 C++ 库中的符号默认是 C++ 链接性。C++ 用的标准 C 库中的外部链接性符号可以是 C 或者 C++ 语言链接性,推荐后者。任何带有连续两个下划线的名字保留给实现用作同时具有 C 和 C++ 链接性的名字。
  • 标准 C 库中的任何函数签名都保留给实现用来做同时具有 C 和 C++ 链接性的名字。
  • 因为不同语言连接性的相同签名的函数类型算作不同类型,所以可以相互重载,不算同一个函数。类似的有两个原型的函数还有 bsearch,qsort 等带函数指针类型的参数的函数。
// commented by ctrlz
// 这里应该是ill-formed. 
extern "C" int atexit(void (*f)(void))   // 这里的 f 是 C 链接性
extern "C++" int atexit(void (*f)(void)) // 这里的 f 是 C++ 链接性
  • 以上都是 C++ 标准里的理论,落实到实践上,为了实现方便,很多编译器都把 C 和 C++ 链接性的函数的类型视为相同的类型,此时的链接性仅仅影响生成的名字,或者还可能影响异常规格,比如把 extern “C” 的函数默认视为 throw() 的等,并不影响调用约定。同样也为了实现的方便,C++ 所用的 C 库中的符号也都是 C 语言链接性的,因此这样的情况下,atexit, bsearch, qsort 等在这些编译器搭配的库中也就只有一种原型了。这种情况下,同样签名的 C 和 C++ 链接性的函数类型就算做同种类型了,下边的程序编译就会失败(VC 和 gcc 在这一点上都不符合标准):
//commented by ctrlz.
//ill-formed
void f(void (*p)())
{
}
extern "C" void f(void (*q)())
{
}
  • 链接性不应该影响函数的类型,就像普通函数的返回类型不影响函数的类型一样,从重载解析的角度看,如果接受以上的行为,势必影响重载解析的过程。