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在C程序中调用C++代码

现在在做Open64的编译器项目，里面有一堆80年代SGI写的C代码，现在要加入一些新的代码。我用C++写新的代码，然后试图在C程序中调用，结果出错，在网上搜索半天，终于找到解决办法，这里总结一下。

C与C++的区别主要是C不支持类(Class)，不支持函数重载(function overloading)，当然模板(template)也是不支持的。所以要在C程序中调用C++代码，最重要的原则就是给C程序提供一个C程序可用的接口。

规则一：接口中不能涉及类，以及引用


class A{....};

A foo();    // 这个函数是不能被C程序调用的，因为C程序不能识别A
void foo(A);    // 这个也不行，道理同上
void foo(const int & n);    // 同样不行，C不能识别引用

void foo(int n);    // 这个就可以

规则二：接口中不能有重名函数
因为C中没有函数重载这个概念，同名的函数会被当做同一个函数，即使他们的参数不一样，所以在C程序调用的接口中，不能有重名的函数。如果你有两个函数 foo(int)和foo(double)，那么就必须将这两个函数改名，以便使C程序能够区别他们，比如将两个函数分别命名为 foo_int(int)和foo_double(double).

规则三：接口需要用 extern "C"来声明
这个规则需要解释一下。C++允许函数重载，也就是说你可以同时声明 foo(int) 和foo(double)，这两个函数是同名的，但实际在编译时编译器会给这两个函数生成不同的名字，以供区别，比如foo(int)可能对应成foo12345（12345是随机生成的），而foo(double)对应成foo34532。在不存在函数重载的情况下，编译器仍然会给这些函数重命名。而在C语言中，因为没有函数重载，所以也不存在函数重命名的情况。

比如说，我们写了一个C++程序，里面包含函数foo(int)，我们将这个程序编译成 a.o。同时我们还写了一个C程序，里面调用了这个函数，我们将它编译为 b.o。在链接a.o和b.o的过程中，编译器会提示你找不到foo(int)这个函数的定义。因为在a.o里，foo很可能已经被重命名为fooxxxx，而b.o里的函数名却依旧是foo，编译器会试图在a.o里查找foo，当然就会失败。

extern "C"正是用来解决这种情况的。只要将 foo(int)的声明写成：

extern "C" foo(int)


编译器就不会对这个函数重命名，从而避免了上述错误的发生。

规则四：用 #ifdef __cplusplus 来避免编译失败
有时候我们会在.h文件中加入类定义。但是对C程序来说，类是不可识别的。因此如果我们在一个C文件里包含这样的.h文件，就会碰到编译不通过的问题。
比如一个A.h文件如下：


// A.h
class A{
public:
    void foo();
    //...
};

extern "C" invokeA();


B.c文件如下：


#include "A.h"

int main(){
    invokeA();
    //...
}

这样就会出现B.c文件无法编译的情况。要解决这种情况，只需要将A.h改成：


#ifdef __cplusplus
// A.h
class A{
public:
    void foo();
    //...
};
#endif

extern "C" invokeA();


这样当B.c包含A.h时，编译器处理到#ifdef __cplusplus时发现判断结果为假，就自动忽略了下面的内容，B.c就能编译通过了。

同时我们看到，这里有个invokeA()函数，它的作用就是调用A中的foo函数。也就是说，invokeA只是A::foo的一个包装。实际上，在C函数中要调用类的成员函数，也只能通过这样的包装。

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