面试题：C++中使用extern "C"调用C编译器编译函数的基础理解

Question

请解释在C++代码中，当调用C编译器编译的函数时，为什么要使用extern "C" ？如果不使用，可能会出现什么问题？

Answer 1

为什么要使用 extern "C"

1. 函数命名规则差异：C++ 采用函数名修饰（name mangling）技术，会根据函数的参数类型、个数等信息对函数名进行修改，以实现函数重载。而 C 语言没有函数重载，其函数命名规则较为简单，直接使用函数名。当在 C++ 代码中调用 C 编译器编译的函数时，使用 extern "C" 可以告知 C++ 编译器按照 C 语言的命名规则来寻找函数，避免因命名规则差异导致找不到函数的情况。
2. 链接兼容性：C++ 程序在链接时需要按照 C++ 的方式查找符号，而 C 函数的符号遵循 C 的规则。extern "C" 确保了 C++ 代码在链接时能够正确找到 C 函数的实现，保证链接兼容性。

不使用 extern "C" 可能出现的问题

1. 链接错误：由于 C++ 编译器对函数名进行修饰，而 C 函数没有这种修饰，链接器在链接 C++ 代码与 C 函数时，会按照 C++ 修饰后的函数名去寻找 C 函数的实现，但是 C 函数实际的符号名是未修饰的，这就导致链接器找不到对应的函数实现，从而报链接错误，例如 undefined reference to 'function_name'。
2. 运行时错误：即使侥幸通过链接（如在某些特定情况下，函数名修饰恰好没有冲突），在运行时也可能出现错误。因为函数调用约定（如参数传递方式、栈的清理方式等）在 C 和 C++ 中可能存在差异，不使用 extern "C" 可能导致参数传递错误或栈不平衡，进而引发程序崩溃或出现未定义行为。