LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> C/C++ (33) - Rozdíly mezi C a C++

Dnes probereme další drobné rozdíly mezi C a C++, napíšeme program který odpovídá normám obou jazyků, ale v každém dělá něco jiného. Povíme si také, proč je třeba někdy kombinovat C s C++, jaké problémy při tom vznikají a jak se dají jednoduše vyřešit.

1.2.2006 06:00 | Jan Němec | Články autora | přečteno 29630×

Drobné nekompatibility

Minule jsme si ukazovali, že C++ není jen rozšířením jazyka C, ale že má také některá omezení. Situace je ovšem ještě o něco komplikovanější. S trochou znalostí můžeme napsat kód, který vyhovuje normám obou jazyků, ale v každém z nich dělá něco jiného.

Makro __cplusplus

Především C++ definuje makro __cplusplus, pomocí podmíněného překladu tak můžeme napsat dvojí kód. Později si ukážeme, že se toho hodně využívá v knihovnách s rozhraním pro oba jazyky se společnými hlavičkovými soubory. Právě #ifdef __cplusplus je ten správný postup, pokud potřebujeme detekovat C++.

Znaková konstanta

V C mají znakové konstanty typ int, v C++ char.

Prostor jmen struktur

Již z minula víme, že v C mají struktury vlastní prostor jmen a v C++ nikoli. Díky překrývání globálních identifikátorů lokálními a operátoru sizeof  tak lze vykouzlit kód, který v obou jazycích dělá něco jiného.

Níže uvedený kód berte jako odstrašující případ, nikoli jako návod pro vlastní programování.

#include <stdio.h>

int x;

int main(void) {
  struct x {
    int i, j;
  };

  /* V C++ je definováno makro __cplusplus. */
  puts("Test 1");
#ifdef __cplusplus
  puts("C++");
#else
  puts("C");
#endif
 
  /* V C++ je znaková konstanta char, v C int. */
  puts("Test 2");
  if (sizeof('A') == sizeof(char)) {
    puts("C++");
  } else {
    puts("C");
  }

  /* V C++ nemají struktury vlastní prostor jmen, lokální definice struktury
     tak zastíní globální definici proměnné se stejným názvem. */
  puts("Test 3");
  if (sizeof(x) != sizeof(int)) {
    puts("C++");
  } else {
    puts("C");
  }

 return 0;
}

Mezi oběma jazyky existují další drobné odlišnosti, které mohou programátora potrápit.

void funkce()

Zápis funkce s prázdnými závorkami v hlavičce znamená v C funkci, o jejíchž parametrech nic nevíme. V C++ jde o funkci bez parametrů. Nejlepší je asi psát v obou jazycích

void funkce(void)

v tomto případě jde vždy o funkci bez parametrů.

Různé typy char

C++ zná a rozlišuje 3 různé typu odvozené od char: char, unsigned char a signed char. Později si ukážeme, že je to důležité například pro přetížené funkce.

Typ bool

V C++ je typ bool, který je určen pro logické hodnoty. Tento typ také vrací příslušné operátory (&&, || a podobně), zatímco v C je návratovým typem int.

Konstanty

C sice zná modifikátor const, ale například

const int sedm = 7;

je ve skutečnosti jen definice proměnné, která má své umístění v paměti, pouze nelze její hodnotu standardními prostředky měnit. V C++ se jedná opravdu o konstantu, která nemusí být linkována a může dokonce nahradit symbolické konstanty preprocesoru například při definici mezí polí a podobně.

const int sedm = 7;

int pole[sedm];

Odlišnosti při linkování

Jak již víme, v C i C++ se jednotlivé zdrojové soubory překládají na objektové (zpravidla mají jméno *.o nebo *.obj na Windows). Spustitelný program se slinkuje z přeloženého kódu v objektových souborech a statických knihovnách. V C jednoznačně identifikuje funkci (která není static) nebo globální proměnnou na úrovni přeloženého kódu její jméno z kódu zdrojového. Bohužel v C++ to takhle jednoduše nejde. Díky přetěžování funkcí, metodám tříd a prostorům jmen může existovat ve zdrojovém kódu více funkcí se stejným identifikátorem. V přeloženém kódu je ovšem duplicita nepřípustná, překladač proto musí název rozšířit o nějaký řetězec odvozený od prostoru jmen, případné třídy a typu parametrů.

Zkuste přeložit (ale nelinkovat) následující kód

void funkce(void) {}
void funkce(int i, const char *str) {}

jako C++

g++ priklad.cpp -c -o cpp.o

a potom jako C.

gcc priklad.c -c -o c.o

V případě C to udělejte dvakrát a vždy jednu z funkcí zakomentujte, jinak dojde ke konfliktu identifikátorů.

Podívejte se nějakým textovým prohlížečem, úplně stačí vim, na soubory c.o (obě verze) a cpp.o. V případě C naleznete v obou případech na konci souboru symbol funkce, zatímco C++ generuje názvy jako _Z6funkcev a _Z6funkceiPKc. Zakomponování typu parametrů je docela názorné.

Linkování C s C++

Z uvedených rozdílů v přeloženém kódu vyplývají určité komplikace při spojování modulů napsaných v C s těmi v C++. Jde přitom o běžnou situaci, například každá linuxová distribuce obsahuje obrovské množství přeložených knihoven, statických i dynamických, řada z nich je určena pro oba jazyky a až na výjimky existují v jediné společné variantě tj. nikoli přeložená zvlášť pro C a zvlášť pro C++. Programátor, který je používá se přitom (obvykle) nemusí o nic starat. Jak je to možné?

Kdyby se ani programátor knihovny v C o nic nestaral a aplikační programátor v C++ použil funkci z knihovny, skončí překlad programu chybou linkeru, který by například místo symbolu funkce hledal v knihovně třeba symbol _Z6funkceiPKc. Naštěstí jazyk C++ obsahuje modifikátor funkce, který změní její linkování ve stylu C

extern "C" void funkce(int i, const char *str) {
  /* ... */
}

nebo alternativně pro více funkcí najednou.

extern "C" {
  void funkce1(int i, const char *str) {
    /* ... */
  }

  void funkce2(int i, const char *str) {
    /* ... */
  }
  /* ... */
}

Totéž se uvádí i v hlavičkovém souboru knihovny.

extern "C" void funkce(int i, const char *str);

Pokud tedy chceme nějakou knihovnu používat z obou jazyků, používáme standard volání funkcí ve stylu C. Věc je však ještě o trochu komplikovanější, neboť konstrukci extern "C" lze přeložit pouze v C++, takže například v hlavičkovém souboru knihovny je třeba použít podmíněný překlad.

Ukážeme si to na příkladu, napíšeme si knihovnu a program, který ji využívá. Nebude přitom záležet na jazyku programu a navíc ani na jazyku knihovny, všechny 4 kombinace C a C++ budou fungovat.

Knihovna

Knihovna poskytuje jedinou funkci, která vrací název jazyka, v němž je přeložená. Zdrojový kód tvoří soubory knihovna.h a knihovna.c respektive .cpp. Začneme hlavičkovým souborem.

/* knihovna.h */
#ifndef knihovnaH
#define knihovnaH

/* Makro CFUNKCE se rozvine na extern "C" v C++ nebo na prázdný řetězec v C. */

#ifdef __cplusplus
#define CFUNKCE extern "C"
#else
#define CFUNKCE
#endif

CFUNKCE const char * jazykKnihovny(void);
#endif

Implementace funkce jazykKnihovny je jednoduchá.

/* knihovna.c nebo .cpp */
#include "knihovna.h"

CFUNKCE const char * jazykKnihovny(void) {
#ifdef __cplusplus
  return "C++";
#else
  return "C";
#endif
}

Hlavní program

Program jen vypíše svůj jazyk a pomocí funkce jazykKnihovny rovněž jazyk, kterým byla přeložena knihovna.

/*program.c nebo .cpp */
#include <stdio.h>
#include "knihovna.h"

const char * jazykProgramu(void) {
#ifdef __cplusplus
  return "C++";
#else
  return "C";
#endif
}

int main(void) {
  printf("Kód v %s volá funkci knihovny v %s.\n", jazykProgramu(),
    jazykKnihovny());
  return 0;
}

Všimněte si, že hlavní program je velmi jednoduchý a že aplikační programátor ani nemusí znát rozdíly v linkování mezi C a C++, konstrukci extern "C" a nemusí rovněž vědět, v jakém jazyku je knihovna implementována a jakým způsobem se linkují funkce rozhraní knihovny.

Na překlad a spuštění všech čtyř variant bude asi nejlepší si napsat malý skript.

#/bin/sh

gcc knihovna.c -c
gcc program.c -c
gcc program.o knihovna.o -o program
./program

gcc knihovna.c -c
g++ program.cpp -c
g++ program.o knihovna.o -o program
./program

g++ knihovna.cpp -c
gcc program.c -c
g++ program.o knihovna.o -o program
./program

g++ knihovna.cpp -c
g++ program.cpp -c
g++ program.o knihovna.o -o program
./program

Zbývá už jen se pokochat výsledkem:

[honza@localhost]$ chmod 744 skript
[honza@localhost]$ ./skript
Kód v C volá funkci knihovny v C.
Kód v C++ volá funkci knihovny v C.
Kód v C volá funkci knihovny v C++.
Kód v C++ volá funkci knihovny v C++.
[honza@localhost]$

Pokračování příště

Drobných rozdílů mezi C a C++ jsme si už užili víc než dost. Od příštího dílu se budeme zabývat tím, co je v C++ navíc.

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

Nejsou žádné diskuzní příspěvky u dané položky.



Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

18.9.2018 23:30 /František Kučera
Zářijový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 20. 9. 2018 od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5). Tentokrát bez oficiální přednášky, ale zato s dobrým jídlem a pivem – volná diskuse na téma IoT, CNC, svobodný software, hardware a další hračky.
Přidat komentář

9.9.2018 14:15 /Redakce Linuxsoft.cz
20.9.2018 proběhne v pražském Kongresovém centru Vavruška konference Mobilní řešení pro business. Návštěvníci si vyslechnou mimo jiné přednášky na témata: Nejdůležitější aktuální trendy v oblasti mobilních technologií, správa a zabezpečení mobilních zařízení ve firmách, jak mobilně přistupovat k informačnímu systému firmy, kdy se vyplatí používat odolná mobilní zařízení nebo jak zabezpečit mobilní komunikaci.
Přidat komentář

12.8.2018 16:58 /František Kučera
Srpnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná ve čtvrtek – 16. 8. 2018 od 19:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát jsou tématem srazu databáze prezentaci svého projektu si pro nás připravil Standa Dzik. Dále bude prostor, abychom probrali nápady na využití IoT a sítě The Things Network, případně další témata.
Přidat komentář

16.7.2018 1:05 /František Kučera
Červencový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 19. 7. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát bude přednáška na téma: automatizační nástroj Ansible, kterou si připravil Martin Vicián.
Přidat komentář

18.6.2018 0:43 /František Kučera
Červnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 21. 6. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát na téma: F-Droid, aneb svobodný software do vašeho mobilu. Kromě toho budou k vidění i vývojové desky HiFive1 se svobodným/otevřeným čipem RISC-V.
Přidat komentář

23.5.2018 20:55 /Ondřej Čečák
Od pátku 25.5. proběhne na Fakultě informačních technologií ČVUT v Praze openSUSE Conference. Můžete se těšit na spostu zajímavých přednášek, workshopů a také na Release Party nového openSUSE leap 15.0. V na stejném místě proběhne v sobotu 26.5. i seminář o bezpečnosti CryptoFest.
Přidat komentář

20.5.2018 17:45 /Redakce Linuxsoft.cz
Ve čtvrtek 31. května 2018 připravuje webový magazín BusinessIT ve spolupráci s Best Online Média s.r.o. pátý ročník odborné konference Firemní informační systémy 2018. Akce proběhne v kongresovém centru Vavruška (palác Charitas), Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00 hod. dopoledne do cca 15 hod. odpoledne. Konference je zaměřena na efektivní využití firemních informačních systémů a na to, jak plně využít jejich potenciál. Podrobnější informace na webových stránkách konfrence.
Přidat komentář

14.5.2018 7:28 /František Kučera
Květnový pražský sraz spolku OpenAlt se koná již tento čtvrtek – 17. 5. 2018 od 18:00 v Kavárně Ideál (Sázavská 30, Praha), kde máme rezervovaný salonek. Tentokrát na téma: Audio – zvuk v GNU/Linuxu.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

20.9.2018 10:04 / Jan Ober
Jaký kurz a software by jste doporučili pro začínajcího kodéra?

20.9.2018 10:00 / Jan Ober
Re: Gimp

20.2.2018 18:48 / Ivan Majer
portal

20.2.2018 15:57 / Jan Havel
Jak využíváte služby cloudu v podnikání?

16.1.2018 1:08 / Ivan Pittner
verejna ip od o2 ubuntu

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2018) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze