extern 用法

本文探讨了在C/C++中不同源文件间使用同名全局变量时的问题及解决方法。介绍了在链接阶段出现重复定义错误的原因,并解释了如何利用extern关键字避免此类错误。

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原文链接:http://blog.youkuaiyun.com/itisyang/article/details/50435504


在一个c文件A中定义了全局变量,在另一个c文件B中定义同名全局变量,对A和B分别编译,都可以正常通过编译,但是进行链接的时候,却出现了错误。

在编译阶段,各个文件中定义的全局变量相互是不透明的,编译A时觉察不到B中也定义了该全局变量,同理B也一样。

在链接阶段,要将各个文件的内容“合为一体”,因此,如果某些文件中定义的全局变量名相同的话,在这个时候就会出现重复定义的错误。

extern的原理很简单,就是告诉编译器:“你现在编译的文件中,有一个标识符虽然没有在本文件中定义,但是它是在别的文件中定义的全局变量,你要放行!”


以下程序可以成功编译执行:

//A.cpp
extern int i;
void main()
{
    i=100;//试图使用B中定义的全局变量
}


//B.cpp
int i;


注意:不同文件使用同一全局变量时,只能在初始定义处初始化该变量,否则会出现重复定义错误。

### Extern关键字的使用方法和场景 #### 使用方法 `extern` 是一种 C 和 C++ 中的关键字,主要用于声明变量或函数的存在而不分配存储空间。通过 `extern` 声明的对象表示其定义位于另一个源文件或其他地方[^1]。 在实际编程中,`extern` 可以用来声明全局变量、函数以及其他资源。当一个变量或函数被定义在一个 `.cpp` 或 `.c` 文件中,而需要在其他文件中访问时,可以使用 `extern` 进行跨文件引用[^2]。 以下是具体的使用方式: 1. **声明全局变量** 如果某个全局变量定义在一个文件中,并希望在另一个文件中使用,则可以在第二个文件中使用 `extern` 来声明这个变量。 #### 示例代码 ```c // File1.c int globalVariable = 10; // File2.c extern int globalVariable; // 声明而非定义 void useGlobal() { printf("%d\n", globalVariable); // 访问来自File1.c的globalVariable } ``` 2. **声明函数** 类似于全局变量,如果某函数定义在一个文件中并需在另一文件中调用,也可以使用 `extern` 声明该函数。不过,在大多数情况下,头文件已经隐含了这种功能,因此显式的 `extern` 函数声明并不常见[^3]。 #### 示例代码 ```c // File1.c int add(int a, int b) { return a + b; } // File2.c extern int add(int, int); void callAddFunction() { int result = add(5, 7); // 调用了File1.c中的add函数 } ``` 3. **C 和 C++ 混合编程** 当涉及 C 和 C++ 的混合编程时,由于 C++ 编译器会对符号名进行修饰(name mangling),可能会导致无法正确链接到 C 风格的函数或变量。在这种情况下,可以通过 `extern "C"` 显式告诉编译器这些实体遵循 C 的命名约定[^2]。 #### 示例代码 ```cpp // In C file (example.c) int multiply(int a, int b) { return a * b; } // In C++ file (example.cpp) extern "C" int multiply(int, int); void testMultiply() { int product = multiply(3, 4); // 正确调用C风格multiply函数 } ``` #### 应用场景 - **多文件项目** 对于较大的软件工程而言,单个文件难以容纳所有的逻辑实现。此时,`extern` 提供了一种机制使得不同模块间能够共享数据结构和行为接口[^3]。 - **库开发与集成** 开发动态链接库(DLLs)/静态库(static libraries)时常会遇到需要暴露某些内部状态给使用者的情形;借助 `extern`, 我们可以让特定成员对外可见[^1]. - **嵌入式系统设计** 在硬件驱动层面上编写固件程序期间也可能频繁运用此特性——比如配置寄存器映射表等操作均依赖于此技术完成初始化过程管理等工作流控制[^2]. --- 问题
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