qsort()/bsearch() 的外部“C”和“C++”版本的重载解决方案

Posted 2023-02-18

【中文标题】qsort()/bsearch() 的外部“C”和“C++”版本的重载解决方案

【英文标题】：Overload resolution on extern "C" and "C++" version of qsort()/bsearch()

【发布时间】：2014-03-24 04:46:17

【问题描述】：

在C++中，标准库提供了两个版本的qsort()：

extern "C" void qsort(void* base, size_t nmemb, size_t size, int (*compar)(const void*, const void*));
extern "C++" void qsort(void* base, size_t nmemb, size_t size, int (*compar)(const void*, const void*));

bsearch() 差不多。

我的问题是，调用qsort() 时，重载解析是如何工作的？它是否会根据作为最后一个参数传递的函数指针的链接类型（“C”或“C++”）自动链接到适当的函数？还是调用者需要使用某种额外的语法显式指定？

（让我们暂时放下打电话给std::sort 的诱惑......）

【问题讨论】：

我从来没有见过 extern "C++", extern "C" 要求 c++ 编译器使用 C mangling。你在哪里看到 extern "C++" void qsort....

@mpromonet：C++ 标准。

我不明白你的问题，但是也许在你的可执行文件（或库）上运行 nm 会回答你的问题？

@mpromonet 这个问题对我来说非常清楚。在处理一个没有按照标准指定的方式实现 C++ 的这一方面的实现时，运行 nm 将没有任何帮助。

【参考方案1】：

int (*compar)(const void*, const void*) 参数对于两个不同的重载具有不同的类型。对于第一个重载，它是一个extern "C" 函数指针参数。对于第二个重载，它是一个 extern "C++" 函数指针参数。您传递给qsort 的任何函数指针都已经有某种链接，这就是用来确定要调用哪个重载的。

引用标准：

7.5 联动规范 [dcl.link]

所有函数类型、具有外部链接的函数名和具有外部链接的变量名都有一个语言链接。 [...] 所有函数类型、函数名和变量名的默认语言链接是 C++ 语言链接。具有不同语言链接的两个函数类型是不同的类型，即使它们在其他方面相同。

事实上，我不认为标准实际上意味着要求两个qsort 重载确实具有不同的链接。与 C 不同，标准库函数的用户提供声明是不允许的；它们之间的相关区别是compar 的类型。它们可以被声明为

extern "C" typedef int (*__compar_fnp_c)(const void *, const void *);
extern "C++" typedef int (*__compar_fnp_cxx)(const void *, const void *);
void qsort(void* base, size_t nmemb, size_t size, __compar_fnp_c compar);
void qsort(void* base, size_t nmemb, size_t size, __compar_fnp_cxx compar);

__compar_fnp_c 和 __compar_fnp_cxx 是不同的类型应该更明显。也就是说，as-if 规则不允许这种实现，因为它会破坏采用指针或引用 qsort 的代码。

请注意，GCC 以及其他一些编译器没有正确实现这一点，并且不将链接视为函数指针类型的一部分。在此类实现中，只有一个版本的 qsort 可用，以防止在重载解决期间发生冲突。

【讨论】：

我不太确定函数指针的链接是否是其类型签名的一部分。说，我不知道如何在函数指针声明中指定链接。模仿您使用的 typedef 语法，我在 g++ 和 clang++ 中都遇到了像 extern "C" int (*p)(int); 这样的声明的编译错误。

@goodbyeera 您在此处使用的确切行已被我的系统上的 g++ 和 clang++ 接受，版本分别为 4.8.2 和 3.4。 （编辑）如果您尝试将其用于局部变量声明，那么您是对的，语法不允许这样做。对于块范围的声明或定义，语法不允许以任何方式指定函数指针的类型。您需要改用文件范围的 typedef，并在本地变量中使用该 typedef。

@goodbyeera 我编辑了我的评论，几乎在你发布新评论的同时解决了这个问题:)

非常感谢您找到标准的相关部分。这很清楚。编译器是否尊重这一点似乎是一个单独的问题。我尝试声明函数采用函数指针参数，该参数仅在其链接上有所不同，并且 g++ 和 clang++ 都报告了函数重新定义。 （当然，我们可能没有像您介绍的那样使用 typedef 魔法以正确的方式声明链接。）

@goodbyeera 我猜你可能做对了。 GCC 和 clang 都有关于这个问题的开放错误（GCC PR 2316、clang bug 15563）。对于 GCC，a two-year-old proof-of-concept patch 可用，如果您愿意，可以尝试一下。