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C++調用C庫函數詳細講解

編輯:C++入門知識

C 調用C的庫函數時,如果頭文件定義得不恰當,可能會出現明明某函數在obj文件中存在,但是卻發生鏈接失敗的情況,出現如下錯誤:
 
undefined reference to xxx

出現問題的原因是c庫函數編譯成obj文件時對函數符號的處理和C 不同。因為C 函數支持重載,所以函數符號的處理要更復雜一些,c往往不作修飾。

例如有函數:
/* dofunc.c */
#include <stdio.h>
int dofunc()
{
    printf("dofunc ");
}
 
使用gcc編譯成obj後
gcc -c dofunc.c
#生成 dofunc.o

objdump -x dofunc.o
[    0](sec -2)(fl 0x00)(ty     0)(scl 103) (nx 1) 0x00000000 dofunc.c
File
[    2](sec    1)(fl 0x00)(ty    20)(scl     2) (nx 1) 0x00000000 _dofunc
AUX tagndx 0 ttlsiz 0x0 lnnos 0 next 0
[    4](sec    1)(fl 0x00)(ty     0)(scl     3) (nx 1) 0x00000000 .text
AUX scnlen 0x14 nreloc 2 nlnno 0
[    6](sec    2)(fl 0x00)(ty     0)(scl     3) (nx 1) 0x00000000 .data
AUX scnlen 0x0 nreloc 0 nlnno 0
[    8](sec    3)(fl 0x00)(ty     0)(scl     3) (nx 1) 0x00000000 .bss
AUX scnlen 0x0 nreloc 0 nlnno 0
[ 10](sec    4)(fl 0x00)(ty     0)(scl     3) (nx 1) 0x00000000 .rdata
AUX scnlen 0x8 nreloc 0 nlnno 0
[ 12](sec    0)(fl 0x00)(ty    20)(scl     2) (nx 0) 0x00000000 _printf
 
c的dofunc函數在obj文件裡的符號為 _dofunc
 
再看看使用g 編譯後的代碼:
g -c dofunc.c
objdump -x dofunc.o
SYMBOL TABLE:
[    0](sec -2)(fl 0x00)(ty     0)(scl 103) (nx 1) 0x00000000 dofunc.c
File
[    2](sec    1)(fl 0x00)(ty    20)(scl     2) (nx 1) 0x00000000 __Z6dofuncv
AUX tagndx 0 ttlsiz 0x0 lnnos 0 next 0
[    4](sec    1)(fl 0x00)(ty     0)(scl     3) (nx 1) 0x00000000 .text
AUX scnlen 0x14 nreloc 2 nlnno 0
[    6](sec    2)(fl 0x00)(ty     0)(scl     3) (nx 1) 0x00000000 .data
AUX scnlen 0x0 nreloc 0 nlnno 0
[    8](sec    3)(fl 0x00)(ty     0)(scl     3) (nx 1) 0x00000000 .bss
AUX scnlen 0x0 nreloc 0 nlnno 0
[ 10](sec    4)(fl 0x00)(ty     0)(scl     3) (nx 1) 0x00000000 .rdata
AUX scnlen 0x8 nreloc 0 nlnno 0
[ 12](sec    0)(fl 0x00)(ty    20)(scl     2) (nx 0) 0x00000000 _printf
 g 編譯後的函數符號名比較古怪:__Z6dofuncv

 可見C和C 在加工函數名方面是很大不同的。

如果有C 程序要使用dofunc.o ,如下程序的函數聲明是錯的
 
// main_dev.cpp
int dofunc();
int main(int argc , char* args[])
{
    dofunc();
    system("pause");
}

g   -o main_dev main_dev.cpp dofunc.o
main_dev.cpp: undefined reference to `dofunc()
collect2: ld returned 1 exit status  
原因是dofunc函數在加工後函數名應該為__Z6dofuncv ,dofunc.o文件裡面的是_dofunc,所以找不到。
如果有dofunc的源代碼,解決辦法很簡單,將dofunc.c使用c 來編譯即可。
如果不幸地dofunc函數在別人的庫裡面,而這個庫是用c編寫和gcc編譯的,源代碼不可見,那怎麼辦呢?
幸虧C 和編譯器的設計者早已料到了這個問題,並提供了一種通用的解決辦法:使用extern "C"來修飾舊C庫的外部函數聲明。

extern "C" {
int dofunc();
}

int main(int argc , char* args[])
{
        dofunc();
        system("pause");
}

g   -o main_dev main_dev.cpp dofunc.o
成功
 
extern "C"修飾內的函數,一律按照c的風格來編譯,以便能夠鏈接到用c編譯出來的obj庫上去。
 
常見有形如:
__cplusplus 是c 編譯器定義的,這種寫法保證了用C 編譯時extern "C" 能生效;而用c編譯時又不會因不會處理extern  "C"而錯誤。
 
反過來,如果c需要調用C 編譯的庫又怎麼辦呢?相信一般情況下不會有這樣奇特的要求,直接用C 編譯不就完了?

把main_dev.cpp改名為main.c ,然後
gcc  -o main_dev main_dev.c dofunc.o
當然會出現: undefined reference to `dofunc
因為fofunc.o裡面的符號是__Z6dofuncv  ,所以鏈接會失敗,只能有一種非常惡心的方法去鏈到那個函數:
//main_dev.c
int (*dofunc)();    /* 聲明函數指針   */
int _Z6dofuncv();  /* 會鏈接到   __Z6dofuncv   */
int main(int argc , char* args[])
{
    dofunc=_Z6dofuncv;  /* 函數指針賦值 */
    dofunc();
    system("pause");
}

gcc  -o main_dev main_dev.c dofunc.o
成功  
上面講了那麼多,中心意思都是c和c 編譯和鏈接時對函數名加工的細節問題,理解了這些細節後,如何運用完全就存乎一心了。
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
int dofunc();
#ifdef __cplusplus
}
#endif 的頭文件聲明。
 
這種的頭文件一般是庫開發者提供的,能同時被c和c 模塊使用。

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