文章目录
- 1.3、Function Templates Handling
- 1.3.1、Template Argument Deduction
- 1.3.2、Template Argument Substitution
- 1.4、Overload Resolution
- 1.4.1、Candidate functions
- 1.4.2、Viable functions
- 1.4.3、Tiebreakers
- 1.5、走一遍完整的流程
- 1.6、Name Mangling
- 1.7、总结
1.3、Function Templates Handling
Name Lookup 查找的名称若是包含函数模板,那么下一步就需要将这些函数模板实例化。
模板实例化有两个步骤,第一个步骤是 Template Argument Deduction,对模板参数进行推导;第二个步骤是 Template Argument Substitution,使用推导出来的类型对模板参数进行替换。
下面两节分别介绍模板参数推导与替换的细节。
1.3.1、Template Argument Deduction
模板参数本身是抽象的类型,并不真正存在,因此需要根据调用的实参进行推导,从而将类型具体化。
TAD 就描述了如何进行推导,规则是怎样的。
先来看一个简单的例子,感受一下基本规则。
template <class T, class U = double>
void f(T t = 0, U u = 0) {
}
int main() {
f(1, 'c'); // f<int, char>(1, 'c');
f(1); // f<int, double>(1, 0)
f(); // error: T cannot be duduced
f<int>(); // f<int, double>(0, 0)
f<int, char>(); // f<int, char>(0, 0)
}
调用的实参是什么类型,模板参数就自动推导为所调用的类型。如果模板参数具有默认实参,那么可以从其推导,也可以显式指定模板参数,但若没有任何参数,则不具备推导上下文,推导失败。
这里存在令许多人都比较迷惑的一点,有些时候推导的参数并不与调用实参相同。
比如:
template <class T>
void f(T t) {}
int main() {
const int i = 1;
f(i); // T deduced as int, f<int>(int)
}
这里实参类型是 const int,但最后推导的却是 int。
这是因为,推导之时,所有的 top-level 修饰符都会被忽略,此处的 const 为 top-level const,于是 const 被丢弃。本质上,其实是因为传递过去的参数变量实际上是新创建的拷贝变量,原有的修饰符不应该影响拷贝之后的变量。
那么,此时如何让编译器推导出你想要的类型呢?
第一种办法,显示指定模板参数类型。
f<const int>(i); // OK, f<const int>(const int)
第二种办法,将模板参数声明改为引用或指针类型。
template <class T>
void f(T& t) { }
f(i); // OK, f<const int>(const int&)
为什么改为引用或指针就可以推导出带 const 的类型呢?
这是因为此时变量不再是拷贝的,它们访问的依旧是实参的内存区域,如果忽略掉 const,它们将能够修改 const 变量,这会导致语义错误。
因此,如果你写出这样的代码,推导将会出错:
template <class T>
void f(T t1, T* t2) { }
int main() {
const int i = 1;
f(i, &i); // Error, T deduced as both int and const int
}
因为根据第一个实参,T 被推导为 int,而根据第二个实参,T 又被推导为 const int,于是编译失败。
若你显示指定参数,那么将可以消除此错误,代码如下:
template <class T>
void f(T t1, T* t2) { }
int main() {
const int i = 1;
f<const int>(i, &i); // OK, T has const int type
}
此时,T 的类型只为 const int,冲突消除,于是编译成功。
下面介绍可变参数模板的推导规则。
看如下例子:
template <class T, class... Ts>
void f(T, Ts...) {
}
template <class T, class... Ts>
void g(Ts..., T) {
}
int main() {
f(1, 'c', .0); // f<int, char, double>(int, char, double)
//g(1, 'c', .0); // error, Ts is not deduced
}
此处规则为:参数包必须放到参数定义列表的最末尾,TAD 才会进行推导。
但若是参数包作为类模板参数出现,则不必遵循此顺序也可以正常推导。
template <class...>
struct Tuple {};
template <class T, class... Ts>
void g(Tuple<Ts...>, T) {
}
g(Tuple<int>{}, .0); // OK, g<int, double>(Tuple<int>, double)
如果函数参数是一个派生类,其继承自类模板,类模板又采用递归继承,则推导实参为其直接基类的模板参数。示例如下:
template <class...> struct X;
template <> struct X<> {};
template <class T, class... Ts>
struct X<T, Ts...> : X<Ts...> {};
struct D : X<int> {};
template <class... Ts>
int f(const X<Ts...>&) {
return {};
}
int main() {
int x = f(D()); // deduced as f<int>, not f<>
}
这里,最终推导出来的类型为 f,而非 f<>。
下面介绍 forwarding reference 的推导规则。
对于 forwarding reference,如果实参为左值,则模板参数推导为左值引用。看一个不错的例子:
template <class T> int f(T&& t);
template <class T> int g(const T&&);
int main() {
int i = 1;
//int n1 = f(i); // #1, f<int&>(int&)
//int n2 = f(0); // #2, f<int>(int&&);
int n3 = g(i); // #3, g<int>(const int&&)
// error: bind an rvalue reference to an lvalue
}
此处,f() 的参数为 forwarding reference,g() 的参数为右值引用。
因此,当实参为左值时,f() 的模板参数被推导为 int&,g() 的模板参数则被推导为 int。而左值无法绑定到右值,于是编译出错。
再来看另一个例子:
template <class T>
struct A {
template <class U>
A(T&& t, U&& u, int*); // #1
A(T&&, int*); // #2
};
template <class T> A(T&&, int*) -> A<T>; // #3
对于 #1,U&& 为 forwarding reference,而 T&& 并不是,因为它不是函数模板参数。
于是,当使用 #1 初始化对象时,若第一个实参为左值,则 T&& 被推导为右值引用。由于左值无法绑定到右值,遂编译出错。但是第二个参数可以为左值,U 会被推导为左值引用,次再施加引用折叠,最终依旧为左值引用,可以接收左值实参。
若要使类模板参数也变为 forwarding reference,可以使用 CTAD,如 #3 所示。此时,T&& 为forwarding reference,第一个实参为左值时,就可以正常触发引用折叠。
1.3.2、Template Argument Substitution
TAD 告诉编译器如何推导模板参数类型,紧随其后的就是使用推导出来的类型替换模板参数,将模板实例化。
这两个步骤密不可分,故在上节当中其实已经涉及了部分本节内容,这里进一步扩展。
这里只讲三个重点。
第一点,模板参数替换存在失败的可能性。
模板替换并不总是会成功的,比如:
struct A { typedef int B; };
template <class T> void g(typename T::B*) // #1
template <class T> void g(T); // #2
g<int>(0); // calls #2
Name Lookup 查找到了 #1 和 #2 的两个名称,然后对它们进行模板参数替换。然而,对于 #1 的参数替换并不能成功,因为 int 不存在成员类型 B,此时模板参数替换失败。
但是编译器并不会进行报错,只是将其从重载集中移除。这个特性就是广为熟知的SFINAE(Substitution Failure Is Not An Error),后来大家发现该特性可以进一步利用起来,为模板施加约束。
比如根据该原理可以实现一个 enable_if 工具,用来约束模板。
namespace mylib {
template <bool, typename = void>
struct enable_if {};
template <typename T>
struct enable_if<true, T> {
using type = T;
};
template <bool C, typename T = void>
using enable_if_t = typename enable_if<C, T>::type;
} // namespace mylib
template <typename T, mylib::enable_if_t<std::same_as<T, double>, bool> = true>
void f() {
std::cout << "A\n";
}
template <typename T, mylib::enable_if_t<std::same_as<T, int>, bool> = true>
void f() {
std::cout << "int\n";
}
int main() {
f<double>(); // calls #1
f<int>(); // calls #2
}
enable_if 早已加入了标准,这个的工具的原理就是利用模板替换失败的特性,将不符合条件的函数从重载集移除,从而实现正确的逻辑分派。
SFINAE 并非是专门针对类型约束而创造出来的,使用起来比较复杂,并不直观,已被 C++20的 Concepts 取代。
第二点,关于 trailing return type 与 normal return type 的本质区别。
这二者的区别本质上就是 Name Lookup 的区别:normal return type 是按照从左到右的词法顺序进行查找并替换的,而 trailing return type 因为存在占位符,打乱了常规的词法顺序,这使得它们存在一些细微的差异。
比如一个简单的例子:
namespace N {
using X = int;
X f();
}
N::X N::f(); // normal return type
auto N::f() -> X; // trailing return type
根据前面讲述的 Qualified Name Lookup 规则,normal return type 的返回值必须使用 N::X,否则将在全局查找。而 trailing return type 由于词法顺序不同,可以省略这个命名空间。
当然 trailing return type 也并非总是比 normal return type 使用起来更好,看如下例子:
template <class T> struct A { using X = typename T::X; };
// normal return type
template <class T> typename T::X f(typename A<T>::X);
template <class T> void f(...);
// trailing return type
template <class T> auto g(typename A<T>::X) -> typename T::X;
template <class T> void g(...);
int main() {
f<int>(0); // #1 OK
g<int>(0); // #2 Error
}
通常来说,这两种返回类型只是形式上的差异,是可以等价使用的,但此处却有着细微而本质的区别。
#1 都能成功调用,为什么改了个返回形式,#2 就编译出错了?
这是因为:
在模板参数替换的时候,normal return type 遵循从左向右的词法顺序,当它尝试替换 T::X,发现实参类型 int 并没有成员 X,于是依据 SFINAE,该名称被舍弃。然后,编译器发现通用版本的名称可以成功替换,于是编译成功。
而 #2 在模板参数替换的时候,首先跳过 auto 占位符,开始替换函数参数。当它尝试使用 int 替换 A::X 的时候,发现无法替换。但是 A::X 并不会触发 SFINAE,而是产生 hard error,于是编译失败。
简单来说,此处,normal return type 在触发 hard error 之前就触发了 SFINAE,所以可以成功编译。
第三点,forwarding reference 的模板参数替换要点。
看一个例子:
template <class T>
struct S {
static void g(T&& t) {}
static void g(const T& t) {}
};
template <class T> void f(T&& t) {}
template <class T> void f(const T& t) {}
int main() {
int i = 1;
f<int&>(i); // #1 OK
S<int&>::g(i); // #2 Error
}
为什么 #1 可以通过编译,而 #2 却不可以呢?
首先来分析 #2,编译失败其实显而亦见。
由于调用显式指定了模板参数,所以其实并没有参数推导,int& 用于替换模板参数。对于 T&&,替换为 int&&&,1 折叠后变为 int&;对于 const T&,替换为 const (int&)&,等价于 int& const&,而C++ 不支持 top-level reference,int& const 声明本身就是非法的,所以 const 被抛弃,剩下 int&&,折叠为 int&。
于是重复定义,编译错误。
而对于 #1,它包含两个函数模板。若是同时替换,那么它们自然也会编译失败。但是,根据 4.3将要介绍的规则:如果都是函数模板,那么更特殊的函数模板胜出。const T& 比 T&& 更加特殊,因此 f(T&&) 最终被移除,只存在 f(const T&) 替换之后的函数,没有错误也是理所当然。
1.4、Overload Resolution
经过 Name Lookup 和 Template Handling 两个阶段,编译器搜索到了所有相关重载函数名称,这些函数就称为 candidate functions(候选函数)。
前文提到过,Name Lookup 仅仅只是进行名称查找,并不会检查这些函数的有效性。因此,candidate functions 只是「一级筛选」的结果。
重载决议,就是要在一级筛选的结果之上,选择出最佳的那个匹配函数。
比如:参数个数是否匹配?实参和形参的类型是否相同?类型是否可以转换?这些都属于筛选准则。
因此,这一步也可以称之为「二级筛选」。根据筛选准则,剔除掉无效函数,剩下的结果就称为viable functions(可行函数)。
存在 viable functions,就表示已经找到可以调用的声明了。但是,这个函数可能存在多个可用版本,此时,就需要进行「终极筛选」,选出最佳的匹配函数,即 best viable function。终极筛选在标准中也称为 Tiebreakers(决胜局)。
终极筛选之后,如果只会留下一个函数,这个函数就是最终被调用的函数,重载决议成功;否则的话重载决议失败,程序错误。
接下来,将从一级筛选开始,以一个完整的例子,为大家串起整个流程,顺便加深对前面各节内容的理解。
1.4.1、Candidate functions
一级筛选的结果是由 Name Lookup 查找出来的,包含成员和非成员函数。
对于成员函数,它的第一个参数是一个额外的隐式对象参数,一般来说就是 this 指针。
对于静态成员函数,大家都知道它没有 this 指针,然而事实上它也存在一个额外的隐式对象参数。究其原因,就是为了重载决议可以正常运行。
可以看如下例子来进行理解。
struct S {
void f(long) {
std::cout << "member version\n";
}
static void f(int) {
std::cout << "static member version\n";
}
};
int main() {
S s;
s.f(1); // calls static member version
}
此时,这两个成员函数实际上为:
f(S&, long); // member version
f(implicit object parameter, int); // static member version
如果静态成员函数没有这个额外的隐式对象,那么其一,将可以定义一个参数完全相同的非静态成员;其二,重载决议将无法选择最佳的那个匹配函数(此处 long 需要转换,不是最佳匹配函数)。
静态成员的这个隐式对象参数被定义为可以匹配任何参数,仅仅用于在重载决议阶段保证操作的一致性。
对于非成员函数,则可以直接通过 Unqualified Name Lookup 和 Qualified Name Lookup 找到。同时,模板实例化后也会产生成员或非成员函数,除了有些因为模板替换失败被移除,剩下的名称共同组成了 candidate functions。
1.4.2、Viable functions
二级筛选要在 candidate functions 的基础上,通过一些筛选准则来剔除不符合要求的函数,留下的就是 viable functions。
筛选准则主要看两个方面,一个是看参数匹配程度,另一个是看约束满足程度。
约束满足就是看是否满足 Concepts,这是 C++20 之后新增的一项检查。
具体的检查流程如下所述。
第一步,看参数个数是否匹配。
假设实参个数为 N,形参个数为 M,则存在三种比较情况。
如果 N 等于 M,这种属于个数完全匹配,此类函数将被留下。
如果 N 小于 M,此时就需要看 candidate functions 是否存在默认参数,如果不存在,此类函数被淘汰。
如果 N 大于 M,此时就需要看 candidate functions 是否存在可变参数,如果不存在,此类函数被淘汰。
第二步,是否满足约束。
第一轮淘汰过后,剩下的函数如果存在 Concepts 约束,这些约束应该被满足。如果不满足,此类函数被淘汰。
第三步,看参数是否匹配。
实参类型可能和 candidate functions 完全匹配,也可能不完全匹配,此时这些参数需要存在隐式转换序列。可以是标准转换,也可以是用户自定义转换,也可以是省略操作符转换。
这三步过后,留下的函数就称为 viable functions,它们都有望成为最佳匹配函数。
1.4.3、Tiebreakers
终极筛选也称为决胜局,重载决议的最后一步,将进行更加严格的匹配。
第一,它会看参数的匹配程度。
如前所述,实参类型与 viable functions 可能完全匹配,也可能需要转换,此时就存在更优的匹配选项。
C++ 的类型转换有三种形式,标准转换、自定义转换和省略操作符转换。
标准转换比自定义转换更好,自定义转换比省略操作符转换更好。
对于标准转换,可以看下表。
它们的匹配优先级也是自上往下的,即 Exact Match 比 Promotion 更好,Promotion 比 Conversion更好,可以理解为完全匹配、次级匹配和低级匹配。
看一个简单的例子:
void f(int);
void f(char);
int main() {
f(1); // f(int) wins
}
此时,viable functions 就有两个。而实参类型为 int,f(int) 不需要转换,而 f(char) 需要将 int 转换为 char,因此前者胜出。
如果实参类型为 double,由于 double 转换为 int 和 char 属于相同等级,因此谁也不比谁好,产生 ambiguous。
再来看一个例子:
void f(const int*, short);
void f(int*, int);
int main() {
int i;
short s = 0;
f(&i, s); // #1 Error, ambiguous
f(&i, 1L); // #2 OK, f(int*, int) wins
f(&i, 'c'); // #3 OK, f(int*, int) wins
}
这里存在两个 viable functions,存在一场决胜局。
#1 处调用,第一个实参类型为 int,第二个实参类型为 short。对于前者来说,f(int, int) 是更好的选择,而对于后者来说,f(const int*, short) 才是更好的选择。此时将难分胜负,因此产生 ambiguous。
#2 处调用,第二个实参类型为 long,打成平局,但 f(int*, int) 在第一个实参匹配中胜出,因此最终被调用。
#3 处调用,第二个实参类型为 char,char 转换为 int 比转换为 short 更好,因此 f(int*, int) 依旧胜出。
对于派生类,则子类向直接基类转换是更好的选择。
struct A {};
struct B : A {};
struct C : B {};
void f(A*) {
std::cout << "A*";
}
void f(B*) {
std::cout << "B*";
}
int main() {
C* pc;
f(pc); // f(B*) wins
}
这里,C 向 B 转换,比向 A 转换更好,所以 f(B*) 胜出。
最后再来看一个例子,包含三种形式的转换。
struct A {
operator int();
};
void f(A) {
std::cout << "standard conversion wins\n";
}
void f(int) {
std::cout << "user defined conversion wins\n";
}
void f(...) {
std::cout << "ellipsis conversion wins\n";
}
int main() {
A a;
f(a);
}
最终匹配的优先级是从上往下的,标准转换是最优选择,自定义转换次之,省略操作符转换最差。
第二,如果同时出现模板函数和非模板函数,则非模板函数胜出。
例子如下:
void f(int) {
std::cout << "f(int) wins\n";
}
template <class T>
void f(T) {
std::cout << "function templates wins\n";
}
int main() {
f(1); // calls f(int)
}
但若是非模板函数还需要参数转换,那么模板函数将胜出,因为模板函数可以完全匹配。
第三,如果都是函数模板,那么更特殊的模板函数胜出。
什么是更特殊的函数模板?其实指的就是更加具体的函数模板。越抽象的模板参数越通用,越具体的越特殊。举个例子,语言、汉语和普通话,语言可以表示汉语,汉语可以表示普通话,因此语言比汉语更抽象,汉语比普通话更抽象,普通话比汉语更特殊,汉语又比语言更特殊。
越抽象越通用,越具体越精确,越精确就越可能是实际的调用需求,因此更特殊的函数模板胜出。
比如在 3.2 节第三点提到的例子,const T& 为何比 T&& 更特殊呢?这是因为,若形参类型为T,实参类型为 const U,则 T 可以推导为 const U,前者就可以表示后者。若是反过来,形参类型为const T,实参类型为 U,此时就无法推导。因此 const T& 要更加特殊。
第四,如果都函数都带有约束,那么满足更多约束的获胜。
例子如下:
template<typename T> concept C1 = requires(T t) { --t; };
template<typename T> concept C2 = C1<T> && requires(T t) { *t; };
template<C1 T> void f(T); // #1
template<C2 T> void f(T); // #2
template<class T> void g(T); // #3
template<C1 T> void g(T); // #4
int main() {
f(0); // selects #1
f((int*)0); // selects #2
g(true); // selects #3 because C1<bool> is not satisfied
g(0); // selects #4
}
第五,如果一个是模板构造函数,一个是非模板构造函数,那么非模板版本获胜。
例子如下:
template <class T>
struct S {
S(T, T, int); // #1
template <class U> S(T, U, int); // #2
};
int main() {
// selects #1, generated from non-template constructor
S s(1, 2, 3);
}
究其原因,还是非模板构造函数更加特殊。
以上所列的规则都是比较常用的规则,更多规则大家可以参考 cppreference。
通过这些规则,就可以找出最佳匹配的那个函数。如果最后只剩下一个 viable function,那么它就是 best viable function。如果依旧存在多个函数,那么 ambiguous。
大家也许还不是特别清楚上述流程,那么接下来,我将以一个完整的例子来串起整个流程。
1.5、走一遍完整的流程
一个完整的示例,代码如下:
namespace N {
struct Base {};
struct Derived : Base { void foo(Base* s, char); }; // #1
void foo(Base* s, char); // #2
void foo(Derived* s, int, bool = true); // #3
void foo(Derived* s, short); // #4
}
struct S {
N::Derived* d;
S(N::Derived* deri) : d{deri} {}
operator N::Derived*() const { return d; }
};
void foo(S); // #5
template <class T> void foo(T* t, int c); // #6
void foo(...); // #7
int main() {
N::Derived d;
foo(&d, 'c'); // which one will be matched?
}
最终哪个函数能够胜出,让我们来逐步分析。
第一步,编译器会进行 Name Lookup,查找名称。如下图。
可以看到,代码中一共有七个重载函数,但是只会被查找到六个。因为 foo(&d, ’c’) 调用时没有添加任何作用域限定符,所以编译器不会使用 Qualified Name Lookup 进行查找。
在查找到的六个名称当中,其中有三个是通过 ADL 查找到的,还有三个是通过 Usual Unqualified Lookup 查找到的。
第二步,编译器发现其中包含函数模板,于是进行 Template Handling。如图。
首先,编译器根据调用实参,通过 Template Argument Deduction 推导出实参类型,实参类型如上图 A1 和 A2 所示。
接着,编译器分析函数模板中包含的模板参数,其中 P1 为模板参数。于是,需要进行 Template Argument Substitution,将 P1 替换为实参类型,T 被替换为 N::Derived。
如果模板替换失败,根据 SFINAE,这些函数模板将被移除。
最后,替换完成的函数就和其他的函数一样,它们共同构成了 candidate functions,一级筛选到
此结束。如图。
第三步,编译器正式进入重载决议阶段,比较 candidate functions,选择最佳匹配函数。
首先,进行二级筛选,筛选掉明显不符合的候选者。
调用参数为 2 个,而第 4 个候选者只有 1 个参数,被踢出局;第 2 个候选者具有 3 个参数,但是它的第三个参数设有缺省值,因此依旧被留下。
此外,这些候选函数也没有任何约束,因此在这一局只剔除了一个函数,剩下的函数就称为viable functions。如图。
viable functions 之所以称为可行函数,就是因为它们其实都可以作为最终的调用函数,只是谁更好而已。
其次,进行终级筛选,即决胜局。在此阶段,需要比较参数的匹配程序。
对于派生类,完全匹配比直接基类好,直接基类比间接基类好,因此第 1 个候选者被踢出局。
第 6 个候选者为省略操作符,它将永远是最后才会被考虑的对象,也是最差的匹配对象。于是,2、3、5 进行决战。
它们的第一个参数都是完全匹配,因此看第二个参数。char 转换为 int 比 short 更好,因此第 3个候选者被踢出局。
剩下第 2、5 个候选者,第 2 个候选者虽然有三个参数,但因为有缺省值,所以并不影响,也不会被作为决胜因素,所以第 5 个候选者暂时还无法取胜。
然后,编译器发现第 2 个候选者为非模板函数,第 5 个候选者为模板函数。模板函数和非模板函数同时出现时,非模板函数胜出,于是第 5 个候选者被踢出局。
最后,只留下了第 2 个候选者,它成为了 best viable function,胜利者。如图:
但是,大家可别以为竞选出胜利者就一定可以调用成功。事实上,它们只针对的是声明,如果函数没有定义,依旧会编译失败。
1.6、Name Mangling
重载函数的名称实际上是通过 Name Mangling 生成的新名称,大家如果去看编译后的汇编代码就能够看到这些名称。
像是 Compiler Explorer,它实际上是为了让你看着方便,显示的是优化后的名称,去掉勾选Demangle identifiers 就能够看到实际函数名称。如图。
那么接下来,就来介绍一下 Name Mangling 的实际手法。标准并没有规定具体实现方式,因此编译器的实际可能不尽相同,下面以 gcc 为例进行分析。
下面是使用 gcc 编译过后的一个例子。如图。
如图所示,编译器为每个重载函数都生成一个新名称,新名称是绝对唯一的。
基本的规则如下图所示。如图。
除了基本规则,还有很多比较复杂的规则,这里再举几个常见的名称。
namespace myNS {
struct myClass {
// mangles as _ZN4myNS7myClass6myFuncEv
void myFunc() {}
};
// mangles as _ZN4myNS3fooENS_7myClassE
void foo(myClass) {}
}
template <class T>
void foo(T, int) {}
// mangles as _Z3fooIfEvT_i
template void foo(float, int);
规则不难理解,大家可以自己找下规律。其中,I/E 中间的是模板参数,T_ 表示第 1 个模板参数。
由于 C 语言没有重载函数,所以它也没有 Mangling 操作。如果你使用混合编译,即某些文件使用 C 编译,某些文件使用 C++ 编译,就会产生链接错误。
举个例子,有如下代码:
int myFunc(int a, int b) {
return a + b;
}
// main.cpp
#include <iostream>
int myFunc(int a, int b);
int main() {
std::cout << "The answer is " << myFunc(41, 1);
}
使用 C++ 编译并链接,结果如下图。如图。
编译器在编译 main.cpp 时,发现其中存在一个未解析的引用 int myFunc(int a, int b);,于是在链接文件 lib.cpp 中找到了该定义。之所以能够找到该定义,是因为这两个文件都是使用 C++ 编译的,编译时 main.cpp 中的声明经过 Name Mangling 变为 _Z6myFuncii,实际查找的并不是 myFunc 这个名称。而 lib.cpp 中的名称也经过了 Name Mangling,因此能够链接成功。
但是,如果其中一个文件使用 C 进行编译,另一个使用 C++ 进行编译,链接时就会出现问题。如图。
由于 main.cpp 是用 C++ 编译的,因此实际查找的名称为 _Z6myFuncii。而 lib.cpp 是用 C 编译的,并没有经过 Name Mangling,它的名称依旧为 myFunc,因此出现未定义的引用错误。
常用解法是使用一个 extern 关键字,告诉编译器这个函数来自 C,不要进行 Name Mangling。
extern "C" int myFunc(int a, int b);
int main() {
std::cout << "The answer is " << myFunc(41, 1);
}
如此一来,就可以解决这个问题。如图。
通常来说,可以使用预处理条件语句,分别提供 C 和 C++ 版本的代码,这样使用任何方式就都可以编译成功。
1.7、总结
未完待续