C/C++函數的編譯方式與調用約定以及extern “C”的使用

C/C++函數的編譯方式與調用約定以及extern “C”的使用，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

C/C++：函數的編譯方式與調用約定以及extern “C”的使用

函數在C++編譯方式與C編譯方式下的主要不同在于：由于C++引入了函數重載（overload），因此編譯器對同名函數進行了名稱重整（name mangle）。因此，在C++中引

用其他C函數庫時，需要對聲明使用的函數做適當的處理，以告知編譯器做出適應的名稱處理。

函數的調用約定涉及了函數參數的入棧順序、清棧主體（負責清理棧的主體：函數自身還是調用函數者？）、部分名稱重整。

如，在C編譯方式下有_stdcall、_cdecl等調用約定，在C++編譯方式下也有_stdcall、_cedecl等調用約定。

兩個復雜修飾的例子:

extern "C" _declspec(dllexport) int __cdecl Add(int a, int b); //C編譯方式導出_cdecl調用約定函數

typedef int (__cdecl*FunPointer)(int a, int b);

1.編譯方式

c編譯時函數名修飾約定規則：

__stdcall調用約定在輸出函數名前加上一個下劃線前綴，后面加上一個“@”符號和其參數的字節數，格式為_functionname@number。 

__cdecl調用約定僅在輸出函數名前加上一個下劃線前綴，格式為_functionname。 

__fastcall調用約定在輸出函數名前加上一個“@”符號，后面也是一個“@”符號和其參數的字節數，格式@functionname@number。

它們均不改變輸出函數名中的字符大小寫，這和pascal調用約定不同，pascal約定輸出的函數名無任何修飾且全部大寫。 

c++編譯時函數名修飾約定規則：

__stdcall調用約定：

1、以“?”標識函數名的開始，后跟函數名；

2、函數名后面以“@@yg”標識參數表的開始，后跟參數表；

3、參數表以代號表示：

x--void ， 
d--char， 
e--unsigned char， 
f--short， 
h--int， 
i--unsigned int， 
j--long， 
k--unsigned long， 
m--float， 
n--double， 
_n--bool， 
.... 
pa--表示指針，后面的代號表明指針類型，如果相同類型的指針連續出現，以“0”代替，一個“0”代表一次重復；

4、參數表的第一項為該函數的返回值類型，其后依次為參數的數據類型,指針標識在其所指數據類型前； 

5、參數表后以“@z”標識整個名字的結束，如果該函數無參數，則以“z”標識結束。

其格式為“?functionname@@yg*****@z”或“?functionname@@yg*xz”，例如 
int test1-----“?test1@@yghpadk@z” 
void test2-----“?test2@@ygxxz”

__cdecl調用約定：

規則同上面的_stdcall調用約定，只是參數表的開始標識由上面的“@@yg”變為“@@ya”。

__fastcall調用約定：

規則同上面的_stdcall調用約定，只是參數表的開始標識由上面的“@@yg”變為“@@yi”。

2.調用約定

調用約定（Calling Convention）是指在程序設計語言中為了實現函數調用而建立的一種協議。這種協議規定了該語言的函數中的參數傳送方

式、參數是否可變和由誰來處理堆棧等問題。不同的語言定義了不同的調用約定。

在C++中，為了允許操作符重載和函數重載，C++編譯器往往按照某種規則改寫每一個入口點的符號名，以便允許同一個名字（具有不同的參

數類型或者是不同的作用域）有多個用法，而不會打破現有的基于C的鏈接器。這項技術通常被稱為名稱改編（Name Mangling）或者名稱修

飾（Name Decoration）。許多C++編譯器廠商選擇了自己的名稱修飾方案。

因此，為了使其它語言編寫的模塊（如Visual Basic應用程序、Pascal或Fortran的應用程序等）可以調用C/C++編寫的DLL的函數，必須使

用正確的調用約定來導出函數，并且不要讓編譯器對要導出的函數進行任何名稱修飾。

調用約定用來：(一)處理決定函數參數傳送時入棧和(二)出棧的順序（由調用者還是被調用者把參數彈出棧），以及(三)編譯器用來識別函數名

稱的名稱修飾約定等問題。

1、__cdecl

__cdecl是C/C++和MFC程序默認使用的調用約定，也可以在函數聲明時加上__cdecl關鍵字來手工指定。采用__cdecl約定時，函數參數按

照從右到左的順序入棧，并且由調用函數者把參數彈出棧以清理堆棧。因此，實現可變參數的函數只能使用該調用約定。由于每一個使用

__cdecl約定的函數都要包含清理堆棧的代碼，所以產生的可執行文件大小會比較大。__cdecl可以寫成_cdecl。

2、__stdcall

__stdcall調用約定用于調用Win32 API函數。采用__stdcal約定時，函數參數按照從右到左的順序入棧，被調用的函數在返回前清理傳送參

數的棧，函數參數個數固定。由于函數體本身知道傳進來的參數個數，因此被調用的函數可以在返回前用一條ret n指令直接清理傳遞參數的堆

棧。__stdcall可以寫成_stdcall。

3、__fastcall

__fastcall約定用于對性能要求非常高的場合。__fastcall約定將函數的從左邊開始的兩個大小不大于4個字節（DWORD）的參數分別放在

ECX和EDX寄存器，其余的參數仍舊自右向左壓棧傳送，被調用的函數在返回前清理傳送參數的堆棧。__fastcall可以寫成_fastcall。

關鍵字__cdecl、__stdcall和__fastcall可以直接加在要輸出的函數前，也可以在編譯環境的Setting...->C/C++->Code Generation項選

擇。它們對應的命令行參數分別為/Gd、/Gz和/Gr。缺省狀態為/Gd，即__cdecl。當加在輸出函數前的關鍵字與編譯環境中的選擇不同時，直

接加在輸出函數前的關鍵字有效。

3._stdcall與_cdecl調用約定對比

在“windef.h”頭文件中可找到：

#define CALLBACK __stdcall

#define WINAPI __stdcall

#define WINAPIV __cdecl

#define APIENTRY WINAPI

#define APIPRIVATE __stdcall

#define PASCAL __stdcall

#define cdecl _cdecl

#ifndef CDECL#define CDECL _cdecl

#endif


幾乎我們寫的每一個WINDOWS API函數都是__stdcall類型的，為什么？
首先，我們談一下兩者之間的區別：WINDOWS的函數調用時需要用到棧（STACK，一種先入后出的存儲結構）。當函數調用
完成后，棧需要清除，這里就是問題的關鍵，如何清除？如果我們的函數使用了__cdecl，那么棧的清除工作是由調用者，用
COM的術語來講就是客戶來完成的。這樣帶來了一個棘手的問題，不同的編譯器產生棧的方式不盡相同，那么調用者能否正常
的完成清除工作呢？答案是不能。如果使用__stdcall，上面的問題就解決了，函數自己解決清除工作。所以，在跨（開發）平
臺的調用中，我們都使用__stdcall（雖然有時是以WINAPI的樣子出現）。那么為什么還需要_cdecl呢？當我們遇到這樣的函
數如fprintf()它的參數是可變的，不定長的，被調用者事先無法知道參數的長度，事后的清除工作也無法正常的進行，因此，這
種情況我們只能使用_cdecl。

注意：
1、_beginthread需要__cdecl的線程函數地址，_beginthreadex和CreateThread需要__stdcall的線程函數地址。
2、一般WIN32的函數都是__stdcall。而且在Windef.h中有如下的定義：
#define CALLBACK __stdcall
#define WINAPI __stdcall
3、復雜函數聲明或指針的修飾符示例：
extern "C" _declspec(dllexport) int __cdecl Add(int a, int b);
typedef int (__cdecl*FunPointer)(int a, int b);

4、extern ”C” 的作用（參考：http://hi.baidu.com/qinfengxiaoyue/item/8bd89e81d1cbeb5226ebd9b4）
為什么標準頭文件都有類似以下的結構？
　　#ifndef __INCvxWorksh

　　#define __INCvxWorksh

　　#ifdef __cplusplus

　　extern "C" {

　　#endif

　　/*...*/

　　#ifdef __cplusplus

　　}

　　#endif

　　#endif /* __INCvxWorksh */

顯然，頭文件中的編譯宏“#ifndef __INCvxWorksh、#define __INCvxWorksh、#endif” 的作用是防止該頭文件被重復引用。
那么
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#ifdef __cplusplus
}
#endif
的作用又是什么呢？
答:被extern "C" 修飾的變量和函數是按照C語言方式編譯和連接的；即為實現C++與C語言的混合編程。
明白了C++中extern "C"的設立動機，我們下面來具體分析extern "C"通常的使用技巧。
extern "C"的慣用法：
（1）在C++中引用C語言中的函數和變量，在包含C語言頭文件（假設為cExample.h）時，需進行下列處理：
extern "C"
{
#include "cExample.h"
}
而在C語言的頭文件中，對其外部函數只能指定為extern類型，C語言中不支持extern "C"聲明，在.c文件中包含了extern "C"時會出現編
譯語法錯誤。
以C++引用C函數例子工程中包含的三個文件的源代碼如下：
　　/* c語言頭文件：cExample.h */

　　#ifndef C_EXAMPLE_H

　　#define C_EXAMPLE_H

　　extern int add(int x,int y);

　　#endif

　　/* c語言實現文件：cExample.c */

　　#include "cExample.h"

　　int add( int x, int y )

　　{

　　return x + y;

　　}

 

　　// c++實現文件，調用add：cppFile.cpp

　　extern "C"

　　{

　　#include "cExample.h"

　　}

　　int main(int argc, char* argv[])

　　{

　　add(2,3);

　　return 0;

　　}

如果C++調用一個C語言編寫的.DLL時，當包括.DLL的頭文件或聲明接口函數時，應加extern "C" { }。
（2）在C中引用C++語言中的函數和變量時，C++的頭文件中的函數聲明需添加前綴extern "C"，但是在C語言中不能直接引用
已由extern "C"修飾過的函數聲明或變量的頭文件（因為C編譯方式不支持extern “C” 關鍵字），應該在C中將需要引用的C++
中函數的聲明為extern類型。
以C引用C++函數例子工程中包含的三個文件的源代碼如下：
　　//C++頭文件 cppExample.h

　　#ifndef CPP_EXAMPLE_H

　　#define CPP_EXAMPLE_H

　　extern "C" int add( int x, int y );

　　#endif

　　//C++實現文件 cppExample.cpp

　　#include "cppExample.h"

　　int add( int x, int y )

　　{

　　return x + y;

　　}

 
　　/* C實現文件 cFile.c

　　/* 但這樣會編譯出錯：#include "cExample.h"，因為C編譯不支持extern "C" 關鍵字 */

　　extern int add( int x, int y );

　　int main( int argc, char* argv[] )

　　{

　　add( 2, 3 );

　　return 0;

　　}



5、MFC提供了一些宏，可以使用AFX_EXT_CLASS來代替__declspec(DLLexport)，并修飾類名，從而導出類，
AFX_API_EXPORT來修飾函數，AFX_DATA_EXPORT來修飾變量
AFX_CLASS_IMPORT：__declspec(DLLexport)
AFX_API_IMPORT：__declspec(DLLexport)
AFX_DATA_IMPORT：__declspec(DLLexport)
AFX_CLASS_EXPORT：__declspec(DLLexport)
AFX_API_EXPORT：__declspec(DLLexport)
AFX_DATA_EXPORT：__declspec(DLLexport)
AFX_EXT_CLASS：#ifdef _AFXEXT
AFX_CLASS_EXPORT
#else
AFX_CLASS_IMPORT
6、DLLMain負責初始化(Initialization)和結束(Termination)工作，每當一個新的進程或者該進程的新的線程訪問DLL時，或
者訪問DLL的每一個進程或者線程不再使用DLL或者結束時，都會調用DLLMain。但是，使用TerminateProcess或
TerminateThread結束進程或者線程，不會調用DLLMain。
7、一個DLL在內存中只有一個實例
DLL程序和調用其輸出函數的程序的關系：
1)、DLL與進程、線程之間的關系
DLL模塊被映射到調用它的進程的虛擬地址空間。
DLL使用的內存從調用進程的虛擬地址空間分配，只能被該進程的線程所訪問。
DLL的句柄可以被調用進程使用；調用進程的句柄可以被DLL使用。
DLL可以有自己的數據段，但沒有自己的堆棧，使用調用進程的棧，與調用它的應用程序相同的堆棧模式。
2)、關于共享數據段
DLL定義的全局變量可以被調用進程訪問；DLL可以訪問調用進程的全局數據。使用同一DLL的每一個進程都有自己的DLL全局
變量實例。如果多個線程并發訪問同一變量，則需要使用同步機制；對一個DLL的變量，如果希望每個使用DLL的線程都有自己
的值，則應該使用線程局部存儲(TLS，Thread Local Strorage).

關于C/C++函數的編譯方式與調用約定以及extern “C”的使用問題的解答就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關注億速云行業資訊頻道了解更多相關知識。