内部函数与外部函数&extern

weixin_38066782

已于 2023-08-23 13:35:25 修改

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文章标签： c语言嵌入式硬件

于 2023-08-23 12:00:40 首次发布

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内部函数与外部函数

1. 普通函数（外部函数）

普通函数是在整个程序范围内可见的。它们可以在定义它们的文件之外的其他文件中访问。这些函数不使用 static 关键字。

示例

// file1.c
#include <stdio.h>

void externalFunction() {
  printf("This is an external function.\n");
}

// file2.c
void externalFunction(); // 声明外部函数

int main() {
  externalFunction(); // 调用外部函数
  return 0;
}

在上述代码中，externalFunction 是一个外部函数，可以在整个程序范围内访问。

2. 静态函数（内部函数）

静态函数是在文件范围内可见的函数。这些函数使用 static 关键字声明，只能在定义它们的源文件中访问。这有助于封装和隐藏实现细节，使得其他文件无法直接访问这些函数。

示例

// file1.c
#include <stdio.h>

static void internalFunction() {
  printf("This is an internal function.\n");
}

void callInternalFunction() {
  internalFunction();
}

在上述代码中，internalFunction 是一个内部函数，只能在 file1.c 文件中访问。

总结

外部函数：在整个程序范围内可见，可以在其他文件中访问。外部函数是默认的链接类型，不需要特殊关键字。
内部函数：通过使用 static 关键字声明，只能在定义它们的文件中访问。这有助于保护代码的封装性，防止不必要的访问。
外部函数允许跨文件的函数调用，促进代码的模块化和重用。而内部函数则有助于限制函数的可见性，保护代码的封装性。

请注意，这里的“外部函数”和“内部函数”是为了解释目的而使用的术语。在 C 语言规范中，您可能不会找到这些术语的正式定义。外部函数通常只是普通的函数，而内部函数通常是使用 static 关键字声明的函数。

外部文件中使用外部函数的方式

1. 使用函数声明

在调用外部函数的源文件中，可以直接声明该函数。这告诉编译器函数的返回类型和参数，以便正确地调用它。

示例

// file1.c
#include <stdio.h>

void externalFunction() {
  printf("This is an external function.\n");
}

// file2.c
void externalFunction(); // 声明外部函数

int main() {
  externalFunction(); // 调用外部函数
  return 0;
}

在上述代码中，file2.c 通过直接声明 externalFunction 来访问 file1.c 中定义的外部函数。

2. 使用头文件

另一种常见的做法是将外部函数的声明放在头文件中，并在需要访问该函数的源文件中包含该头文件。这使得代码更加模块化和可维护。

示例

// external.h
void externalFunction(); // 声明外部函数

// file1.c
#include <stdio.h>
#include "external.h"

void externalFunction() {
  printf("This is an external function.\n");
}

// file2.c
#include "external.h"

int main() {
  externalFunction(); // 调用外部函数
  return 0;
}

在上述代码中，externalFunction 的声明位于 external.h 头文件中。file1.c 和 file2.c 都包含了这个头文件，因此 file2.c 可以访问 file1.c 中定义的外部函数。

总结

使用函数声明：可以直接在调用外部函数的源文件中声明该函数。这是一种快速和简单的方法，但可能会导致代码重复和维护困难。
使用头文件：将外部函数的声明放在头文件中，并在需要访问该函数的源文件中包含该头文件。这是一种更模块化和可维护的方法，特别是在大型项目中。
两种方法都是有效的，选择哪种方法取决于项目的具体需求和编程风格。

extern 关键字

extern 关键字在 C 语言中用于扩展变量和函数的可见性。它通常与全局变量一起使用，允许在定义变量的文件之外的其他文件中访问该变量。

函数中`extern` 的用法

您提出了一个很好的问题。在 C 语言中，对于函数的声明，extern 关键字实际上是可选的。让我们深入了解一下：

1. 使用 `extern` 关键字声明外部函数

您可以使用 extern 关键字来声明外部函数，如下所示：

extern void externalFunction(); // 声明外部函数

这明确地告诉编译器 externalFunction 是在其他地方定义的外部函数。

2. 不使用 `extern` 关键字声明外部函数

您也可以不使用 extern 关键字来声明外部函数，如下所示：

void externalFunction(); // 声明外部函数

这与使用 extern 关键字的效果相同。编译器会理解这是一个外部函数的声明。

为什么 `extern` 关键字是可选的？

对于函数，extern 关键字是隐式的。当您声明一个函数但不提供定义时，编译器会自动理解这是一个外部函数的声明。因此，extern 关键字在这种情况下是可选的。

总结

使用 extern 关键字声明外部函数是明确的做法，可以增加代码的可读性。
不使用 extern 关键字也可以声明外部函数，因为对于函数，extern 是隐式的。
在实际编程中，两种做法都是有效的，选择哪种做法取决于编程风格和团队约定。

变量中`extern` 的用法

声明：声明一个变量或函数表示该变量或函数在程序的某个地方存在，但不为其分配内存。声明还告诉程序变量的类型或函数的参数、返回类型等。
定义：定义一个变量或函数除了声明之外还为其分配内存。定义可以看作是声明的超集。
extern 关键字允许在一个文件中声明变量，而在另一个文件中定义它。例如：

  // file1.c
  int var = 10;

  // file2.c
  extern int var;

在 file2.c 中，使用 extern 关键字声明了 var，这告诉编译器 var 在其他地方已经定义。

示例

以下示例说明了 extern 关键字的用法：

示例 1：定义全局变量

  // file1.c
  int var;

  // file2.c
  extern int var;
  int main(void) {
    var = 10;
    return 0;
  }

这个程序将成功编译。var 在 file1.c 中定义，并在 file2.c 中通过 extern 关键字访问。

示例 2：仅声明未定义

  // file1.c
  extern int var;
  int main(void) {
    var = 10;
    return 0;
  }

这个程序将在链接阶段抛出错误，因为 var 被声明但未定义。

示例 3：使用初始化的 extern 变量

  extern int var = 0;
  int main(void) {
    var = 10;
    return 0;
  }

这个程序将成功编译。尽管使用了 extern 关键字，但由于变量被初始化，因此为其分配了内存，并被视为定义。

总结

extern 关键字用于扩展变量和函数的可见性。
对于函数，extern 是隐式的。
对于变量，extern 允许在一个文件中声明变量，而在另一个文件中定义它。
如果 extern 变量被初始化，则为其分配内存，并视为定义。