C++文件调用C语言里定义的函数/extern声明外部函数

客舟上照月华
一点星子别残霞
杯中泪江心洒
身似浮萍逐浪花
—《玉珠花》

1. 问题背景

现有cpp文件main.c，需要调用C文件fun.c里定义的函数fun()，应该如何声明该函数？

2. 为什么不能直接调用

因为cpp为了支持函数重载等功能，cpp编译器会对编译后产生的函数加上独特的函数修饰符，例如你在cpp里声明一个int fun(int a, float b, int c),为了能够正确的链接对应函数，编译器会为函数产生一个独一无二的函数特征描述符，例如，在C++编译器下：

int fun(int a, float b, int c);

产生的符号是：?fun@@YAHHMH@Z，怎么看这个符号？你故意声明这个函数但是不定义，编译看报错就可以：

#include <iostream>

int fun(int a, float b, int c);

int main()
{
    fun(1, 2, 3);
    return 0;
}

报错：

[build] test.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 “int __cdecl fun(int,float,int)” (?fun@@YAHHMH@Z)，函数 main 中引用了该符号 [E:\program\c++\test2\build\test.vcxproj]
[build] E:\program\c++\test2\build\Debug\test.exe : fatal error LNK1120: 1 个无法解析的外部命令 [E:\program\c++\test2\build\test.vcxproj]

可以看到，?fun@@YAHHMH@Z就是编译器产生的函数特征标识符。上面是cpp文件编译的，也就是cpp编译器，我们把源文件命名为C文件，重新编译，提示：

[build] test.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 fun，函数 main 中引用了该符号 [E:\program\c++\test2\build\test.vcxproj]
[build] E:\program\c++\test2\build\Debug\test.exe : fatal error LNK1120: 1 个无法解析的外部命令 [E:\program\c++\test2\build\test.vcxproj]

注意”无法解析的外部符号“后面的文字，这次变成了fun，可见c语言编译器不会对函数做任何的修饰，函数标识符就是函数名。这个也能理解，毕竟C语言不支持重载，不需要标记函数的参数类型。

通过上面的实验，我们不难发现，C和Cpp编译器产生的函数标识符是不同的，如果你是两种语言混编，在C中定义的函数和在cpp中调用的函数符号完全不同，导致无法正确链接，从而报错。那么，如何解决这个问题呢？

3. 解决方案

首先，你要有一个共同的头文件：head.h

 #ifndef __HEAD__
 #define __HEAD__
     #ifdef __cplusplus
     extern "C"{
     #endif
         int fun(int a, float b, int c);
     #ifdef __cplusplus
     }
     #endif
 #endif

在两个文件里面分别包含head.h

为什么是这么写：
首先，#ifndef __HEAD__ #define __HEAD__这个没啥好说的，就是防止头文件重复包含
主要是#ifdef __cplusplus和extern "C"。
#ifdef __cplusplus：__cplusplus是c++编译器预定义的宏，就是说，当这个文件是cpp编译器在编译的时候，这个宏存在，反之，当这个文件是c编译器编译的时候，就不存在。
extern "C"：告诉链接器，链接的时候使用C语言规范链接函数

两个结合起来就是说，如果这个文件是cpp编译器在看，就会告诉他这个fun定义在c文件里，如果是c编译器在看，就和往常一样。

我们都知道，#include命令本质上是展开命令，是把头文件整个替换到源代码里。这样的话，当你在编译main.cpp的时候，因为有__cplusplus宏，编译器就知道了fun函数是由外部c文件定义的；当编译fun.c的时候，C语言编译器按照规定生成了函数符号，链接器链接的时候，因为有了extern c，就知道用C语言的规定来链接。

4. 错误写法举例

典型的错误写法就是只在cpp文件里写，而共同的头文件里你仍然只是声明

head.h

int fun(int a, float b, int c);

main.cpp:

extern "C"{
	int fun(int a, float b, int c);
}

这样会报什么错？会报函数重复定义错误。为什么？我们提到#include命令是在此处展开，编译的时候，main.cpp成了这样:

main.cpp

int fun(int a, float b, int c);

extern "C"{
	int fun(int a, float b, int c);
}

很显然，你先告诉编译器，有个fun，按照cpp规定编译，然后你又说，有个fun写在外部的c里面，你去那找，这样不就冲突了？所以不能在用到的cpp文件里面写，而应该在头文件声明的时候使用#ifdef _cplusplus宏分情况指定。这一点网上很多博客写的是错误的，他们为了展示方便直接写在cpp文件里面，实际上根本就不对。我为什么要写这一篇博客就是因为被这个坑了。

5. 总结

当cpp文件里需要引用外部的定义在c文件里面的函数的时候，需要使用

	#ifdef __cplusplus
	extern "C"{
	#endif
		int fun(int a, float b, int c);
	#ifdef __cplusplus
	}
	#endif 在头文件中来分情况指定函数声明。而cpp文件里不需要额外声明，因为头文件被展开了。这个写法也是标准写法，希望读者记住。<br>

怎敢忘记花楼下
少年风流思无涯
转身交错那一刹
姑娘掉落玉珠花
—《玉珠花》