面试题：C++中extern "C"与链接规范的关系

Question

深入解释`extern "C"`如何影响C++的链接规范，在一个包含多个源文件的项目中，如果部分文件使用C语言编写，部分使用C++编写，怎样正确使用`extern "C"`来确保链接时不会出现符号解析错误？

Answer 1

extern "C"对C++链接规范的影响

在C++中，编译器会对函数名进行重整（name mangling），以支持函数重载等特性。这意味着不同参数列表的同名函数在目标文件中会有不同的符号名。而C语言没有函数重载，其函数名在目标文件中的符号名就是函数定义时的名字。

extern "C"的作用是告诉C++编译器，按照C语言的链接规范来处理其后声明或定义的函数，即不进行函数名重整，使得这些函数在链接时可以被C语言代码识别。

在多源文件项目中的正确使用

1. C++调用C函数：
   • 在C++头文件中：

     extern "C" {
         // 声明C函数
         void cFunction(int arg); 
     }
     

   • 在C源文件中：

     #include <stdio.h>
     void cFunction(int arg) {
         printf("C function called with arg: %d\n", arg);
     }
     

2. C调用C++函数：
   • 在C++源文件中：

     extern "C" void cppFunction() {
         // C++函数实现
         // 可以在这里使用C++特性
     }
     

   • 在C头文件中：

     // 声明C++函数（已被extern "C"修饰，符合C语言链接规范）
     void cppFunction(); 
     

   • 在C源文件中：

     #include <stdio.h>
     void callCppFunction() {
         cppFunction();
         printf("Called C++ function\n");
     }
     

3. 对于多源文件项目：
   • 如果有多个C++源文件都要调用C函数，应将extern "C"声明放在头文件中，供各C++源文件包含。
   • 对于C语言源文件，确保在调用C++函数前，相关的C++函数已被正确声明（通过包含合适的头文件，且头文件中对C++函数使用了extern "C"声明）。同时，在构建项目时，要正确设置编译和链接选项，确保C和C++源文件都能正确编译并链接在一起。