C语言里的“抢镜王”和“备胎侠”：强函数与弱函数的爱恨情仇

你有没有过这种经历：一群人同时叫你名字，有人声音大还自带气场，你不由自主先回应了他；有人轻声细语，你可能就先把他晾在一边？在C语言的世界里，函数也有这么一出“优先级大戏”——这就是强函数和弱函数的故事。今天咱们就来扒一扒，这俩“性格迥异”的函数到底咋回事，以及它们在嵌入式开发里藏着哪些小秘密。

先认识两位主角：强函数和弱函数

咱们先给这俩函数画个像。

强函数，说白了就是C语言里的“霸道总裁”。它有明确的实现代码，在程序“组装”（也就是链接）的时候，自带“优先权Buff”。只要它在场，其他同名函数都得靠边站。

举个例子：

// 强函数示例
void my_function(void) {
    printf("我是强函数，听我的！\n");
}

这就像公司里的部门总监，说话掷地有声，下属（弱函数）都得听指挥。

那弱函数呢？它更像个“佛系备胎”。平时安安静静待着，提供一个默认的实现（或者干脆当占位符），但只要有同名的强函数出现，它就自动隐身，让强函数“C位出道”。只有在没有强函数的时候，它才会默默顶上。

在GCC编译器里，给函数加个“佛系标签”是这样的：

// 弱函数示例
void __attribute__((weak)) my_function(void) {
    printf("我是弱函数，没人抢我就上~ \n");
}

是不是很像“你需要我就来，不需要我就躲”的贴心朋友？

给函数“贴标签”：不同编译器的“方言”

给函数分“强弱”，不同编译器有不同的“暗号”。就像各地人打招呼，北方说“吃了吗”，南方可能说“食咗未”，本质一样，说法不同。

GCC编译器爱用“attribute((weak))”，有两种写法：

// 方法1：直接给函数贴标签
void __attribute__((weak)) weak_func(void) {
    // 默认操作
}

// 方法2：先声明再贴标签
void weak_func(void) __attribute__((weak));
void weak_func(void) {
    // 默认操作
}

IAR编译器偏爱“#pragma weak”：

#pragma weak weak_func
void weak_func(void) { /* ... */ }

ARMCC编译器更简单，直接加“__weak”：

__weak void weak_func(void) { /* ... */ }

记住，换编译器时，得先查它的“方言手册”，不然函数可能“认不出标签”哦。

程序“组装”时的江湖规矩：链接规则

当多个同名函数碰到一起，程序是怎么决定“听谁的”？这里有几条铁打的“江湖规矩”：

1. 独苗一个：不管是强是弱，就它了，没二话。
2. 多个强函数：直接“打起来”，程序报错（重复定义）——就像两个总监抢着发号施令，底下人直接懵圈。
3. 一个强函数+N个弱函数：强函数说了算，弱函数自动“隐身”。
4. 全是弱函数：谁先被程序“看到”，谁就上（可能会有警告，提醒你“这么多备胎，确定不选个强的？”）。

这俩函数能干啥？嵌入式开发里的“神操作”

别以为它们只是“争风吃醋”，在嵌入式开发里，这对组合用处大着呢。

1. 库函数的“自定义通道”

库开发者可以给函数留个“默认版”（弱函数），咱们用的时候，想改就自己写个强函数覆盖它，不用动原库的代码。

比如库里面有个默认的打印函数：

// 库中的弱函数
void __attribute__((weak)) library_print(void) {
    printf("默认打印：Hello World\n");
}

咱们觉得默认的太简单，自己写一个：

// 自己的强函数
void library_print(void) {
    printf("定制打印：你好，世界！\n");
}

程序运行时，就会用咱们写的版本——相当于给库函数“换了件衣服”，还不损坏原衣服。

2. 中断处理的“安全垫”

嵌入式系统里，中断处理函数很关键。厂商可以先定义一个“默认弱函数”当“安全垫”，比如：

// 默认中断处理（弱函数）
void __attribute__((weak)) TIMER1_IRQHandler(void) {
    while(1); // 万一用户没写，就卡在这里保命
}

咱们开发时，再根据需求写个强函数替换它：

// 实际中断处理（强函数）
void TIMER1_IRQHandler(void) {
    // 真正的计时处理代码
    clear_timer_flag();
}

这样既避免了“中断没人管”的风险，又给了咱们定制的自由。

3. 回调函数的“可选项”

有些框架会留回调函数的“默认空位”，你想加功能就写个强函数，不想加就用默认的（比如啥也不做）。

框架代码里可能有这么一段：

// 弱函数：默认啥也不做
void __attribute__((weak)) on_data_received(int data) {
    // 空操作
}

void process_data(int data) {
    // 处理数据...
    on_data_received(data); // 调用回调
}

你想打印收到的数据？简单，写个强函数：

void on_data_received(int data) {
    printf("收到数据：%d\n", data);
}

程序一跑，回调就自动用你的版本了，是不是很方便？

4. 单元测试的“模拟器”

测代码时，总不能每次都连硬件吧？弱函数可以当“替身”。

比如生产代码里读传感器的函数是弱函数：

// 生产代码：弱函数，实际读硬件
int __attribute__((weak)) read_sensor(void) {
    return hardware_read_sensor();
}

测试时，写个强函数返回模拟值：

// 测试代码：强函数，返回假数据
int read_sensor(void) {
    return 25; // 假装传感器读到25度
}

这样不用接硬件，也能测试代码逻辑，简直是测试工程师的“福音”。

高级玩法：不止函数，还有“小心机”

弱函数的用法可不止上面这些，还有些“隐藏技能”。

比如检查弱函数有没有被“扶正”（被强函数覆盖）：

extern void __attribute__((weak)) weak_func(void);

if (weak_func) {
    // 被覆盖了，调用新函数
    weak_func();
} else {
    // 还是原来的弱函数，用默认操作
}

这就像查一下“备胎有没有上位”，灵活度拉满。

而且不止函数，变量也有强弱之分：

int __attribute__((weak)) weak_var = 10; // 弱变量
int strong_var = 20; // 强变量

强变量和弱变量碰到一起，也是强变量“说了算”。

如果多个弱函数撞名了呢？链接器会“按顺序点名”，第一个被读到的弱函数会被选中。所以写代码时，文件的编译顺序可得留意哦。

踩坑提醒：这些“坑”别踩

虽然强函数和弱函数很好用，但也有几个“暗雷”要避开：

• 方言问题：这功能不是C语言的“普通话”，是编译器的“方言”。换个编译器（比如从GCC换到IAR），写法可能得改，不然程序会“听不懂”。
• 调试头大：函数被悄悄覆盖后，调试时可能找不到实际调用的版本，就像找东西时，不知道被谁换了地方。
• 性能小损耗：用指针调用弱函数时，可能比直接调用慢一丢丢（虽然大多时候感觉不到）。
• 名字别乱起：要是不小心给不同功能的函数起了同名，强函数覆盖弱函数时，可能会出莫名其妙的错，查都不好查。
• 初始化顺序：如果全局变量的初始化依赖弱函数，得注意谁先谁后，不然可能出现“函数还没准备好，变量就来调用”的尴尬。

最后唠两句

强函数和弱函数，就像C语言里的“黄金搭档”：强函数负责“定调子”，弱函数负责“补空位”。它们让代码既能保持默认功能的稳定，又能灵活定制，尤其在嵌入式开发里，简直是“刚需”。

下次写代码时，要是想留个“可修改的口子”，或者需要默认实现又怕被覆盖，不妨想想这对“抢镜王”和“备胎侠”——说不定能帮你少写几百行代码呢。