c与c++的相互调用

最近项目需要使用google test（以下简称为gtest）作为单元测试框架，但是项目本身过于庞大，main函数无从找起，需要将gtest框架编译成静态库使用。因为项目本身是通过纯c语言编写，而gtest则是一个c++编写的测试框架，其中必然涉及c与c++之间的相互调用。注意，本文的前提是，c代码采用gcc等c语言编译器编译c代码，采用g++等c++编译器编译c++代码，如果c和c++代码统一使用g++编译，大部分情况是可以实现两者代码相互调用的。以下为踩坑过程的总结o_O||。

c与c++的函数区别

要了解两者之间如何实现相互调用，必须先了解c与c++之间的函数有什么不同。

c++作为c语言的升级版，两者必然有很多不同之处。其中有一个重大不同点就是，c++支持函数重载，而c语言不支持。为了使函数支持重载，c++在c语言的基础上，将函数名添加上返回值和参数的类型信息。例如，int add(int, int)这个函数，通过c++编译器编译后，可能呈现的函数名为int int_add_int_int(int, int)（注：此处为大概地说明c++是如何将返回值和参数信息添加到函数名中的，实际中编译器不一定是这样实现的）。

从以上说明可以得出，由于c++对函数重载的支持，使得编译后的函数符号与c语言的不一致，即使是在两者函数名相同的前提下。

extern "C"的作用

那么，c与c++是不能相互调用了吗？答案是否定的，因为存在着extern "C"这个关键字可以使语句可以按照类C的编译和连接规约来编译和连接，而不是C++的编译的连接规约。这样在类C的代码中就可以调用C++的函数or变量等。

注意：extern "C"指令中的"C"，表示的一种编译和连接规约，而不是一种语言。"C"表示符合C语言的编译和连接规约的任何语言，如Fortran、assembler等。

还有要说明的是，extern "C"指令仅指定编译和连接规约，但不影响语义。例如在函数声明中，指定了extern "C"，仍然要遵守C++的类型检测、参数转换规则。

c++中调用c代码

对于c++，由于c++的编译器对c语言兼容，因此在c++中调用c语言编写的函数，只需要在函数声明前面加上关键字extern "C"，表示采用类c语言的方式解析函数符号。例子如下：

// add.h

#ifdef __ADD_H__
#define __ADD_H__

extern "C" int add(int a, int b);

#endif


// add.c

int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}


// main.cc

#include <iostream>
#include "add.h"
using namespace std;

int main()
{
    cout << "1 + 1 = " << add(1, 1) << endl;
}

在例子中，main.cc为c++代码，add.c为c语言代码，当c++编译器识别到extern "C"`关键字时，会去寻找add函数的实现而不是寻找类似int_add_int_int这样带参数信息的函数实现。

c语言调用c++代码

c语言调用c++代码却并不容易，原因是c语言并不兼容c++。就算c语言可以调用c++，也会因为无法识别c++新定义的符号而编译报错。因此，为了实现c语言调用c++函数，必须实现以下两个步骤：1. 将c++相关函数封装为静态库或动态库（因为调用库函数时编译器并不知道里面执行的是什么语言）；2. 对外提供遵循类c语言规约的接口函数。例子如下所示：

// printNum.h

#ifdef __PRINTNUM_H__
#define __PRINTNUM_H__

extern "C" void printNum(int a);

#endif


// printNum.cc

#include <iostream>
#include "printNum.h"
using namespace std;

void printNum(int a)
{
    cout << << "num is " << a << endl;
}


// main.c

extern void printNum(int a);

printNum(5);

通过将cout函数封装为类c语言规约的接口函数，使得main.c中可以成功调用c++函数printNum。值得注意的是，main.c不可以直接引入printNum.h，因为c语言不能识别extern "C"关键字。可以利用c++预定义宏实现头文件的改写：

#ifdef __PRINTNUM_H__
#define __PRINTNUM_H__

#ifdef __cplusplus
extern "C" { 
#endif
void printNum(int a);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif

小结

小结如下：

1. c语言与c++的相互调用可以通过extern "C"关键字实现
2. c++中调用c代码，只须在c++中为c代码函数声明之前加上extern "C"
3. c语言调用c++代码，则需要将c++代码编译成静态库或动态库，然后对外提供用extern "C"声明的类c封装函数