外部"C" - 在库标题包含之前还是之后？

Question

我正在编写一个C库，它可能对编写C++的人有用。它有一个标题，看起来像这样：

#ifndef FOO_H_
#define FOO_H_
#include <bar.h>
#include <stdarg.h>
#include <stddef.h>
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
void foo_func();
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif 

我想知道-在包括头include指令之前，我应该移动extern "C"位吗？特别是看到在实践中，这些标头中的一些标头本身可能具有extern "C"吗？

Answer 1

NO，一般情况下，您不应该将其移动到包含标头。

extern "C"用于指示函数正在使用C调用约定。声明对变量和#defines没有影响，因此不需要包含这些。如果#include在extern "C"块内，这将有效地修改该头文件内的函数声明

背景：在没有extern "C"声明的情况下，当使用C编译器编译时，假定函数遵循C约定，而当使用C++编译器编译时则假定遵循C++约定。如果C和C++代码使用相同的头文件，则会出现链接器错误，因为编译后的函数在C和C++中有不同的名称。

虽然可以将所有代码放在#ifdef块之间，但我个人不喜欢它，因为它实际上只适用于函数原型，我经常看到人们将它复制粘贴到不应该粘贴的地方。最干净的方法是将它放在应该粘贴的位置，即在C/C++头文件中的函数原型周围。

所以，为了回答你的问题"；在包含标头include指令之前，我应该移动extern "C"位吗&"；，我的回答是：不，你不应该。

但这可能吗？是的，在很多情况下，这不会破坏任何东西。有时，如果外部头文件中的函数原型不正确(例如，当它们是C函数并且您想从C++调用它们时)，并且您无法更改该库，则这是必要的。

然而，也有这样做会破坏构建的情况。下面是一个简单的例子，如果使用extern "C":包装include，则编译失败

foo.h：

#pragma once
// UNCOMMENTING THIS BREAKS THE BUILD!
//#ifdef __cplusplus
//extern "C" {
//#endif
#include "bar.h"
bar_status_t foo(void);
//#ifdef __cplusplus
//}
//#endif

foo.c：

#include <stdio.h>
#include "foo.h"
#include "bar.h"
bar_status_t foo(void)
{
printf("In foo. Calling bar wrapper.n");
return bar_wrapper();
}

bar.h：

#pragma once
typedef enum {
BAR_OK,
BAR_GENERIC_ERROR,
BAR_OUT_OF_BEAR,
// ...
} bar_status_t;
extern "C" bar_status_t bar_wrapper(void);
bar_status_t bar(void);

bar.cpp：

#include <iostream>
#include "bar.h"
extern "C" bar_status_t bar_wrapper(void)
{
std::cout << "In C/C++ wrapper." << std::endl;
return bar();
}
bar_status_t bar(void)
{
std::cout << "In bar. One bear please." << std::endl;
return BAR_OK;
}

main.cpp：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "foo.h"
#include "bar.h"
int main(void)
{
bar_status_t status1 = foo();
bar_status_t status2 = bar();
return (status1 != BAR_OK) || ((status2 != BAR_OK));    
}

当取消对a.h中的块的注释时，我得到以下错误：

main2.cpp:(.text+0x18): undefined reference to `bar'
collect2.exe: error: ld returned 1 exit status
Makefile:7: recipe for target 'app2' failed

如果没有，它会很好地构建。只从foo和bar调用C函数的C main无论哪种方式都会构建良好，因为它不受#ifdef __cplusplus块的影响。

Answer 2

令人惊讶的是。在阅读了标准之后，现在甚至我也会写

#ifndef FOO_H_
#define FOO_H_
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#include <bar.h>
#include <stdarg.h>
#include <stddef.h>

void foo_func();
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif 

原因有二：

1嵌套extern "C"没有问题，所以您的bar.h包含也可以。像这样，它看起来更清晰、更重要

2要想真正便携，如果C++用户不想的话，你必须在你的C头上包装一个extern "C"。

因为我刚刚浏览了C++标准和16.5.2.3链接[使用.链接]状态

使用外部链接声明的C标准库中的名称是否具有外部"C"；或外部"；C++"；链接是由实现定义的。是的建议实现使用extern"；C++"；链接目的.1

为了安全起见，您确实应该将extern "C"包裹在这些include周围，但您不应该这样做，因为这意味着D.9 C headers[dep.C.headers]中的headers，如您正在使用的<stdlib.h>。

Answer 3

这在C++常见问题解答中有介绍。

首先，如何在C++代码中包含标准C头文件不需要什么特别的东西，因为标准的C头文件可以与C++无缝地工作。因此，您不需要将stdarg.h和stddef.h封装在extern "C"中。

然后，对于非标准C标头，有两种可能性：要么不能更改标头，要么可以修改标头。

如果无法更改C标头，请将#include封装在extern "C"中。

// This is C++ code
extern "C" {
// Get declaration for f(int i, char c, float x)
#include "my-C-code.h"
}
int main()
{
f(7, 'x', 3.14);   // Note: nothing unusual in the call
// ...
}

当您可以更改标头时，请对其进行编辑，使其有条件地将extern "C"包含在标头本身中：

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
. . .
#ifdef __cplusplus
}
#endif

在您的情况下，这取决于您是否可以控制bar.h的内容。如果它是您的头，那么您应该修改它以包括extern "C"，并且而不是包装#include本身。

无论如何/何时/何地包含标头，标头都应以相同的方式工作。将#include封装在extern "C"、#pragma pack、特殊#define等中，应保留最后的解决方案，因为这可能会干扰标头在不同场景中的行为，从长远来看会降低系统的可维护性。

正如StoryTeller在评论中所说：

一些报头是在假设最外面的"；"范围"；具有C++语言链接。他们可能会使用__cplusplus来删除模板声明，如果你想把它们包装起来，你的头就会从根本上被破坏。因此，如前所述，使您的声明正确，并让其他标头不受阻碍地执行它们的操作。即使是标准的库头也可能会中断(因为实现者可能会认为它无论如何都会被共享，然后在内部做一些专家友好的事情)。

请注意，标准C标头可以使用C链接实现，但也可以使用C++链接。在这种情况下，将它们封装在extern "C"中可能会导致链路错误。