extern 用法

本文详细介绍了C/C++语言中extern关键字的常见用法,包括修饰变量声明、函数声明以及指示函数调用规范等内容,并通过具体示例进行了解释。

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http://blog.youkuaiyun.com/levinee/article/details/4161184

今天休假,大概总结一下extern在C/C++语言中的常见用法吧。不是为了说明茴香豆有多种写法,而是发现很多同事,包括我自己,使用的时候还是经常犯晕。 

在C语言中,修饰符extern用在变量或者函数的声明前,用来说明“此变量/函数是在别处定义的,要在此处引用”。

0. extern修饰变量的声明。举例来说,如果文件a.c需要引用b.c中变量int v,就可以在a.c中声明extern int v,然后就可以引用变量v。这里需要注意的是,被引用的变量v的链接属性必须是外链接(external)的,也就是说a.c要引用到v,不只是取决于在a.c中声明extern int v,还取决于变量v本身是能够被引用到的。这涉及到c语言的另外一个话题--变量的作用域。能够被其他模块以extern修饰符引用到的变量通常是全局变量。还有很重要的一点是,extern int v可以放在a.c中的任何地方,比如你可以在a.c中的函数fun定义的开头处声明extern int v,然后就可以引用到变量v了,只不过这样只能在函数fun作用域中引用v罢了,这还是变量作用域的问题。对于这一点来说,很多人使用的时候都心存顾虑。好像extern声明只能用于文件作用域似的。

1. extern修饰函数声明。从本质上来讲,变量和函数没有区别。函数名是指向函数二进制块开头处的指针。如果文件a.c需要引用b.c中的函数,比如在b.c中原型是int fun(int mu),那么就可以在a.c中声明extern int fun(int mu),然后就能使用fun来做任何事情。就像变量的声明一样,extern int fun(int mu)可以放在a.c中任何地方,而不一定非要放在a.c的文件作用域的范围中。对其他模块中函数的引用,最常用的方法是包含这些函数声明的头文件。使用extern和包含头文件来引用函数有什么区别呢?extern的引用方式比包含头文件要简洁得多!extern的使用方法是直接了当的,想引用哪个函数就用extern声明哪个函数。这大概是KISS原则的一种体现吧!这样做的一个明显的好处是,会加速程序的编译(确切的说是预处理)的过程,节省时间。在大型C程序编译过程中,这种差异是非常明显的。

2. 此外,extern修饰符可用于指示C或者C++函数的调用规范。比如在C++中调用C库函数,就需要在C++程序中用extern “C”声明要引用的函数。这是给链接器用的,告诉链接器在链接的时候用C函数规范来链接。主要原因是C++和C程序编译完成后在目标代码中命名规则不同。


### 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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