C++ 引用参数和 C 链接

Question

我遇到了一段工作（使用 XLC8 和 MSFT9 编译器）代码，其中包含一个 C++ 文件，其中包含一个使用 C 链接和引用参数定义的函数。这让我很烦，因为引用仅是 C++。有问题的函数是从 C 代码中调用的，它被声明为采用指向同一类型的指针参数代替引用参数。

简化示例：

C++ 文件：

extern "C" void f(int &i)
{
    i++;
}

C 文件：

void f(int *);

int main()
{
    int a = 2;
    f(&a);
    printf("%d\n", a);  /* Prints 3 */
}

现在，流行的说法是，大多数 C++ 编译器在底层实现引用就像指针一样。是不是这样，只是纯粹的运气，这个代码工作的原因还是它在 C++ 规范中的某个地方说当你定义一个带有引用参数和 C 链接的函数时结果是什么？我还没有找到这方面的任何信息。

Answer 1

在许多情况下，但不是全部情况下，可以使用“自动取消引用”指针来实现引用。 C++ 标准不保证任何特定编译器都会以这种方式处理具有 C 链接和引用参数的函数，您应该将其视为实现细节。

如果您需要在不依赖实现细节的情况下执行此操作，那么编写一个接收指针并调用您的函数的转发函数并不难：

void real_f(int& n) {
  n++;
}
extern "C" void f(int* p) { // called from C code
  real_f(*p);
}

Answer 2

我的 n3000.pdf 副本（来自 here），在第 7.5 节中有这样的说法——联动规范：

9。从 C++ 到定义的对象的链接 其他语言和定义的对象 在其他语言的 C++ 中是 实现定义和 语言依赖。只有在哪里 两种对象布局策略 语言实现类似 这样的联系就够了。

由于 C 和 C++ 是不同的语言，这意味着你不能依赖普通编译器的这个“特性”。

更强的是同一部分中的注释 5（强调我的）：

如果两个声明声明了函数 同名和 参数类型列表（8.3.5）为 相同命名空间的成员或 将具有相同名称的对象声明为 是同一个命名空间的成员，并且 声明给出了名称 不同的语言联系， 程序格式错误； 无诊断 如果出现声明，则需要 在不同的翻译单元中。

所以，我想说的是，您所做的并不能保证按照标准工作，并且编译器不需要为您给出的示例打印诊断，因为 声明在不同的翻译单元中。

仅供参考，它在 Snow Leopard 上使用 gcc 和 g++ 4.2.1 版“对我有用”。

Answer 3

reference 是对象的替代名称。从技术上讲，C 中没有任何东西可以直接映射到 C++ 引用。

引用的明显实现是一个（常量）指针，每次使用时都会取消引用。因此，根据您的编译器如何实现引用，您的代码可能会起作用。但这是不正确的。

解决方案是编写一个接收真实对象或指向该对象的指针的 C 函数，并从中调用 C++ 函数。

Answer 4

我认为您已经得到了一些很好的答案，所以请在您的问题上指出一些额外的内容。

我的拙见是 extern 只是创建了一个 C 符号。

所以即使我添加了一个类对象，你的示例仍然“似乎有效”（gcc/g++）——我不得不尝试相信它：

class A {};

extern "C" void f(int &i, A a) {
    i++;
}

Answer 5

这就是 Bjarne Stroustrup 关于引用的说法：

"大多数引用都是使用指针变量实现的；它的引用通常占用一个内存字。但​​是，纯粹在本地使用的引用可以 - 并且经常 - 被优化器消除”。

例如：

 struct S 
 { 
    int a;
    int b[100]; 
 };  // just an example

 void do_something(const vector<S>& v)
 {
    for (int i=0; i<v.size(); ++i)
    {
        int(&p)[100] = v[i].b;
        for (int j=0; j<100; ++j) 
           cout <<p[j];
    }
 }

在这种情况下，p 不需要存储在内存中（也许它只是存在于寄存器中，也许它消失在指令中）。