|
何混合使用C和C++（上）
  
[32] How to mix C and C++ 如何混合使用C和C++
(Part of C++ FAQ Lite, Copyright © 1991-2006, Marshall Cline, cline@) Translator: Qiu Longbin <robin.qiu(at)yeah.net>
FAQs in section [32]:
[32.1] 混合使用C和C++代碼時(shí)我需要知道什么？
下面是是一些要點(diǎn)（盡管一些編譯器廠商可能并不需要所有這些；請(qǐng)檢查你的編譯器廠商的文檔）：
· 你必須使用你的C++編譯器編譯你的main()（例如，靜態(tài)初始化）
· 你應(yīng)該用C++編譯器接管鏈接過程（例如，這樣可以獲得它的特別的庫）
· 你的C和C++編譯器可能需要來自于相同的廠商，并且是兼容的版本（這樣，它們才具備相同的調(diào)用約定）
另外，你應(yīng)該需要繼續(xù)閱讀本文剩下的部分，找出如何才能在C++中調(diào)用C函數(shù)和／或如何在C中調(diào)用C++函數(shù)。
BTW ？也有另一個(gè)途徑來處理這一整個(gè)事情，即：用一個(gè)C++編譯器來了編譯你所有的代碼（甚至是你的C風(fēng)格代碼）。那樣，相當(dāng)程度上就排除了混合C和C++的需要，加上它將使得你得在你的C風(fēng)格代碼中更細(xì)心（并且更可能—希望如此！—發(fā)現(xiàn)一些bugs）。下面（down-side）你需要以某種方式升級(jí)你的C風(fēng)格代碼，這基本上是由于C++編譯器比C編譯器更仔細(xì)／更挑剔的原因。關(guān)鍵是清除你的C風(fēng)格代碼所需的努力可能少于混合C和C++，并且額外的好處是你清除了你的C風(fēng)格代碼。顯然，如果你不能改變你的C風(fēng)格代碼，你無需多種選擇。（比如，C風(fēng)格代碼是來自第三方庫）。
[32.2] 如何在C++代碼里include一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)C頭文件？
#include 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頭文件（比如<cstdio>）,你通常不必作任何事。比如:
// 這是C++代碼
#include <cstdio> // #inlcude行沒有什么不尋常的 int main() { std::printf("Hello world\n"); // 調(diào)用也沒什么不尋常的 ... } 如果你認(rèn)為std::printf()調(diào)用中std::部分不尋常，那么你最好“克服它（get over it）”。這句話的意思是使用標(biāo)準(zhǔn)庫中名字的標(biāo)準(zhǔn)方式，因此，你現(xiàn)在就應(yīng)該習(xí)慣它。
然而，如果你正在使用C++編譯器編譯C代碼，你可能不想把所有的printf()的調(diào)用轉(zhuǎn)換成std::printf()。幸運(yùn)的是，這種情況下C代碼可以使用舊風(fēng)格的頭文件<stdio.h>而不是新風(fēng)格頭文件<cstdio>和namespace的怪誕。
/* 這是C代碼，這里用C++編譯器編譯 */
#include <stdio.h> /* #inlcude行沒有什么不尋常的 */ int main() { printf("Hello world\n"); /* 調(diào)用也沒什么不尋常的 */ ... } [32.3] 在我的C++代碼中如何include一個(gè)非系統(tǒng)的C頭文件？
如果你要包含的C頭文件不是由系統(tǒng)提供的，你可以把#include包裹在extern “C” { /* here */ }結(jié)構(gòu)里。這就告訴C++編譯器在頭文件中聲明的函數(shù)是C函數(shù)。
// 這是C++代碼
extern "C" { // 獲得聲明f(int i, char c, float x) #include "my-C-code.h" } int main() { f(7, 'x', 3.14); // 注意：調(diào)用沒什么特別的 ... } [32.4] 我要如何修改我自己的C頭文件，以使得在C++代碼中更容易地#inlcude它們？
如果你要include一個(gè)不是有系統(tǒng)提供的C頭文件，并且你可以修改這個(gè)C頭文件，你應(yīng)該著重考慮在此頭文件中增加extern “C” {}邏輯，這就能使得對(duì)于C++用戶更容易地把它們包含進(jìn)他們的C++代碼中去。因?yàn)?/span>C編譯器不理解extern “C”結(jié)構(gòu)，你必須在#ifdef里面包裹extern “C” {和}行，讓它們被C編譯器忽略。
步驟#1：把下面三行放置在你的C頭文件的最頂處（注意：符號(hào)__cplusplus只在編譯器為C++編譯器時(shí)才被定義）：
#ifdef __cplusplus
extern "C" { #endif 步驟#2：把如下三行放置在你的C頭文件的最底部：
#ifdef __cplusplus
} #endif 現(xiàn)在你可以在你的C++代碼里#includeC頭文件里而無需多余的extern “C”：
// 這是C++代碼
// 獲得聲明 f(int i, char c, float x) #include "my-C-code.h" // 注意：#include 行沒什么特別的 int main() { f(7, 'x', 3.14); // 注意：調(diào)用沒什么特別的 ... } [32.5] 我如何才能在我的C++代碼中調(diào)用一個(gè)非系統(tǒng)的C函數(shù)f(int, char, float)?
如果你有一個(gè)獨(dú)立的C函數(shù)想調(diào)用，并且，由于一些原因，你不能或不想#include那個(gè)聲明有此函數(shù)的頭文件，你可以在你的C++代碼里使用extern “C”語法聲明這個(gè)獨(dú)立的C函數(shù)。很自然，你需要使用函數(shù)的完全形式的原型：
extern "C" void f(int i, char c, float x);
多個(gè)C函數(shù)可以通過大括號(hào)被成組放在一個(gè)塊中。
extern "C" {
void f(int i, char c, float x); int g(char* s, const char* s2); double sqrtOfSumOfSquares(double a, double b); } 這之后，你只需把它們當(dāng)作C++函數(shù)簡(jiǎn)單地調(diào)用他們就行了：
int main()
{ f(7, 'x', 3.14); // 注意：調(diào)用沒什么特別的 ... } [32.6] 如何創(chuàng)建一個(gè)C++函數(shù)f(int, char, float)，它可以被我的C代碼調(diào)用？
// 這是C++代碼
// 使用 extern "C"聲明 f(int,char,float) : extern "C" void f(int i, char c, float x); ... // 在某個(gè)C++模塊中定義 f(int,char,float): void f(int i, char c, float x) { ... } extern “C”行告知編譯器傳送給鏈接器的外部信息（external information）使用C調(diào)用約定和名字重整（name mangling）規(guī)則（比如，加一個(gè)前綴下劃線）。因?yàn)槊种剌d（name overloading）不被C支持，所以你不能同時(shí)寫幾個(gè)被C程序調(diào)用的重載函數(shù)。
[32.7] C/C++函數(shù)被C++/C函數(shù)調(diào)用時(shí)，為何鏈接器給出錯(cuò)誤信息？
如果你未能正確處理extern “C”，你將得到鏈接錯(cuò)誤而不是編譯錯(cuò)誤。這歸因于這樣一個(gè)事實(shí)：C++編譯器在函數(shù)名“重整（mangle）方面與C編譯器常常不同。”
請(qǐng)查看前面兩個(gè)關(guān)于如何使用extern “C”的FAQ.
[32.8] 如何能夠傳遞一個(gè)C++類對(duì)象到／從一個(gè)C函數(shù)？
這里是一個(gè)例子（extern “C”的信息，參見前面兩個(gè)FAQs）。
Fred.h:
/* 這個(gè)頭文件可以被C和C++編譯器讀取 */
#ifndef FRED_H #define FRED_H #ifdef __cplusplus class Fred { public: Fred(); void wilma(int); private: int a_; }; #else typedef struct Fred Fred; #endif #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif #if defined(__STDC__) || defined(__cplusplus) extern void c_function(Fred*); /* ANSI C prototypes */ extern Fred* cplusplus_callback_function(Fred*); #else extern void c_function(); /* K&R style */ extern Fred* cplusplus_callback_function(); #endif #ifdef __cplusplus } #endif #endif /*FRED_H*/ Fred.cpp:
// 這是C++代碼
#include "Fred.h" Fred::Fred() : a_(0) { } void Fred::wilma(int a) { } Fred* cplusplus_callback_function(Fred* fred) { fred->wilma(123); return fred; } main.cpp:
// 這是C++代碼
#include "Fred.h" int main() { Fred fred; c_function(&fred); ... } c-function.c:
/* 這是C代碼 */
#include "Fred.h" void c_function(Fred* fred) { cplusplus_callback_function(fred); } 不同于你的C++代碼，除非指針是完全一致的類型，否則你的C代碼不能判斷出兩個(gè)指針指向同一個(gè)對(duì)象。比如，在C++中，很容易檢查一個(gè)Derived*的指針dp同Base*的指針bp一樣指向了相同的對(duì)象：只要說if (dp == bp ) ...C++編譯器自動(dòng)把兩個(gè)指針轉(zhuǎn)換到相同的類型，在這個(gè)例子中，轉(zhuǎn)換到Base*，然后再比較它們。依賴于C++編譯器的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，這個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)常改變了指針值的位(bits)信息。然而，你的C編譯器將不知道如何做那樣的轉(zhuǎn)換，因此，比如從Derived*到Base*的轉(zhuǎn)換必須發(fā)生在用C++編譯器編譯的代碼中，而不應(yīng)該在用C編譯的代碼中。
注意：當(dāng)把兩者轉(zhuǎn)換成void*時(shí)你必須特別小心，因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)換將不允許C／C ++編譯器做適當(dāng)?shù)闹羔樥{(diào)整！例如（接著前面的章節(jié)），你把dp和bp都賦值給void*指針dpv和bpv，你可能獲得dpv != bpv的情況，即使dp == bp。同時(shí)你會(huì)收到警告信息。
[32.9] 我的C函數(shù)可以直接訪問C++類對(duì)象中的數(shù)據(jù)嗎？（譯者：符合“POD”類型，就可以了）
有時(shí)可以。
（傳遞一個(gè)C++類對(duì)象到／從一個(gè)C函數(shù)的基本信息，參見前面的FAQ）
你可以安全地從C函數(shù)中訪問C++對(duì)象的數(shù)據(jù)，如果C++類滿足下面條件：
· 沒有virtual函數(shù)（包括繼承來的virtual函數(shù)）
· 所有數(shù)據(jù)都有處在同一個(gè)訪問級(jí)段中（private/protected/public）
· 沒有完全包含（fully-contained，譯注：成員對(duì)象，即“包含”而非“聚合”）的帶有virtual函數(shù)的子對(duì)象（subobjects）
如果C++類擁有很多基類（或者如果任一完全包含的子對(duì)象有多個(gè)基類），技術(shù)上而言訪問其數(shù)據(jù)是不可移植的，因?yàn)槔^承之下的class布局（layout）上，語言并為強(qiáng)制。但是在實(shí)際上，所有C++編譯器都幾乎以同樣的方式處理：基類對(duì)象第一個(gè)出現(xiàn)（多繼承時(shí)按從左到右的次序），然后是成員對(duì)象。
更進(jìn)一步，如果類（或者任意基類）含有一些virtual函數(shù)，幾乎所有的C++編譯器都放置一個(gè)void*在第一個(gè)virtual函數(shù)出現(xiàn)的位置或者在對(duì)象的最前面。還有就是，這些都不是語言要求的，但它是“每個(gè)編譯器”都采取的方式。
如果類有virtual基類，這就更加復(fù)雜和移植性更差。通用的實(shí)現(xiàn)技術(shù)是讓對(duì)象包含一個(gè)virtual基類對(duì)象(V)（無論V作為virtual基類出現(xiàn)在繼承層次結(jié)構(gòu)的什么地方）。對(duì)象的其余部分以通常的次序出現(xiàn)。每個(gè)派生的含有V作為virtual基類的對(duì)象，實(shí)際上擁有一個(gè)指針，指向最終對(duì)象的V部分。（譯者：更多這方面的信息參見《Inside C++ Object Model》）
[32.10] 為什么我感覺到相對(duì)于C，在C++中我“更遠(yuǎn)離機(jī)器層面”？
因?yàn)槟愕拇_如此。
作為一個(gè)OO編成語言，C++允許你對(duì)問題域本身建模，這就允許你在問題域語言中編程而不是在解空間（solution domain）編程。
C的一個(gè)強(qiáng)大之處在于它“沒有隱藏什么機(jī)制（no hidden mechanism）”：你所見，即你所得。你可以讀你的C程序并且“查看（see）”每個(gè)時(shí)鐘周期。C++中就不是這么回事了；
一些老頑固的C程序員（比如我們中的一些曾）常常對(duì)這個(gè)特征很矛盾（你也可以說是“敵對(duì)”）。但是當(dāng)他們完成了到OO思想的轉(zhuǎn)變，他們就能時(shí)常體會(huì)到盡管C++對(duì)程序員隱藏了一些機(jī)制，它也提供了一個(gè)抽象層和表達(dá)上的經(jīng)濟(jì)（economy of expression）(譯注：從成本上)，這降低了維護(hù)成本又不會(huì)降低運(yùn)行時(shí)性能。
C++并沒有試圖讓差的程序員能夠避免寫出差的程序；它允許明理（reasonable）的開發(fā)者寫出出眾的軟件。
Trackback: http://tb.blog.csdn.net/TrackBack.aspx?PostId=624241 |
|
|
