命名空间嵌套函数的最佳实践和语义以及 extern“C”的使用

Question

我正在创建一个带有 C-ABI 接口的 C++ 库。

这就是 GCC 在重整方面处理外部“C”限定符的方式：

namespace x {

    extern "C" int monkey(int x) {
        return 1;
    }

    int chimpanzee(int x) {
        return 1;
    }
}

相关的 nm 输出：

00000000004005cd T _ZN1x10chimpanzeeEi
00000000004005bf T monkey

问题： 我想将 C-ABI 中涉及的函数保留在命名空间内，以获得最大的重用灵活性。 重要提示：编译库后，我将为链接器提供一个映射文件 (GCC) 或一个模块定义文件 (MSVC)。

1. 重整输出是标准行为吗——其他主要编译器（特别是 MSVC）也会剥离重整吗？
2. 当涉及外部 ABI 时，将函数放置在命名空间中是否存在任何陷阱或最佳实践？
3. 这会在链接期间干扰去重整函数的 C-ABI 导出吗？

Answer 1

你所做的一切都很好，并且会给你带来你想要的效果。来自The C++ 编程语言，第 3 版，第 208 页：“具有 C 链接的名称可以在名称空间中声明。名称空间将影响在 C++ 程序中访问名称的方式，但不会影响名称空间。链接器看待它的方式是 std 中的 printf() ......即使使用 std::printf() 调用，它仍然是旧的 C printf()。”

Answer 2

这是针对 MSVC 的。

命名空间本身不会被名称修改，但当发生名称修改时，命名空间的名称会合并到函数（或对象）的名称中。此过程没有记录，但在此处进行了描述。

通过跳来跳去回答您的具体问题：

1）没有关于名称修改的标准定义行为。该标准实际上所说的是，实现为 extern "C" 构造提供了 C 兼容的链接：

7.5.3 [链接规范]

每个实施都应提供
与 C 语言编写的函数的链接
编程语言、“C”和链接
C++ 函数，“C++”。 [示例：

complex sqrt(complex); // C + + linkage by default 
extern "C" { double sqrt(double); // C linkage } 

—结束示例]

最终这意味着，由于 C 没有命名空间的概念，如果 extern "C" 函数或命名空间中的对象，您导出的名称将丢失命名空间资格。这会导致...

3) 是的，您可能会遇到链接问题。试试这个：

main.h

#ifndef MAIN_API
#   define MAIN_API __declspec(dllexport)
#endif

namespace x
{
    extern "C" MAIN_API void foo();
};

namespace y
{
    extern "C" MAIN_API void foo();
};

main.cpp

#include <cstdlib>
#include <iostream>
using namespace std;
#define MAIN_API __declspec(dllexport)
#include "main.h"

void x::foo()
{
    cout << "x::foo()\n";
}

void y::foo()
{
    cout << "y::foo()\n";
}

int main()
{
}

这将发出链接器错误，因为 x::foo() 和 y 的 extern "C" 版本::foo() 丢失了它们的命名空间标识，因此它们最终具有完全相同的名称：foo()

2) 与此相关的最佳实践。如果必须为命名空间中的函数导出 C-ABI，则必须小心最终导出的名称不相同。在某种程度上，这违背了使用命名空间的初衷。但你可以这样做：

#ifndef MAIN_API
#   define MAIN_API __declspec(dllexport)
#endif

namespace x
{
    extern "C" MAIN_API void x_foo();
};

namespace y
{
    extern "C" MAIN_API void y_foo();
};