对比C语言中extern、static和include头文件

extern 与 static

修饰符	意义
extern	变量/函数定义位于其他文件中
<空>	变量/函数定义于本文件（公用）且可以用于其他文件
static	变量/函数对此文件来说是局部（专用）

static有两重意思。

• 对于全局定义的数据来说，它意味着”对此文件专用“。
• 对在一个函数中定义的数据来说，它是指”从静态内存（而不是从临时堆栈）分配的变量。

场景一

main.c

    extern int flag; // 此处仅是声明变量，所以不能初始化
    int main()
    {
        printf("%d", flag);
    }

sub.c

    int flag = 1;

如果在main.c中extern int flag = 1，则编译时会出现如下信息：

main.c:5:12: warning: ‘flag’ initialized and declared ‘extern’
 extern int flag=1;
            ^~~~
/tmp/cc7rJpMh.o:(.data+0x0): `flag'被多次定义
/tmp/ccCtPSdg.o:(.data+0x0)：第一次在此定义
collect2: error: ld returned 1 exit status

场景二

下面两个文件中的静态变量只在其所在文件中生效，所以不存在冲突

main.c

    static int flag = 4; 
    int main()
    {
        printf("%d", flag);
    }

sub.c

    static int flag = 6;

extern 对比 inlcude头文件

头文件

模块间共享的信息应该放在头文件中。如：

• 清楚地描述模块做什么，以及能为用户提供什么功能的注释
• 一般常量
• 一般结构
• 所有共用函数原型
• 公用变量的extern定义

使用extern还是include头文件？

• 使用include将另一个文件全部包含进去，可以引用另一个文件中所有全局变量和全局方法，存在风险。
• 如果只是希望使用另一个文件中的某个变量或方法，则使用extern关键字更好。

例子

希望在头文件中定义一个全局变量，然后包含到两个不同的c文件中，希望这个全局变量能在两个文件中共用。测试代码如下：

// main.c
#include <stdio.h>
#include "common.h"
int main()
{
    printf("main.c : %d", key);
    return 0;
}

// common.c
#include "common.h"
void test_f()
{
    printf("common.c : %d", key);
}

// common.h
#ifndef _COMMON_H_
#define _COMMON_H_

int key = 1;

#endif

结果

1. 编译的时候编译器提示出错，一般提示大概都类似于：Symbol key multiply defined 。也就是说重复定义了key这个变量。这是因为#include命令就是原封不同的把头文件中的内容搬到#include的位置，所以相当于main.c和common.c中都执行了一次int key，而C语言中全局变量是项目内（或者叫工程内）可见的，这样就造成了一个项目中两个变量key，编译器就认为是重复定义。
2. common.h 中的#ifndef、#define、#endif 的目的避免出现同一个文件中多次包含文件common.h，不能避免重复定义全局变量。

解决办法

使用extern关键字来声明变量为外部变量。在main.c中extern关键字声明变量key为外部变量。

注意：在common.c中由于使用include "common.h",则无需使用extern声明变量key。

总结：变量key在整个工程中只在common.h中被定义一次。

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

extern int key;
extern void test_f();
int main()
{
    printf("main.c : %d\n", key);
    test_f();
    return 0;
}

// common.c
#include "common.h"

void test_f()
{
    printf("common.c : %d", key);

}

// common.h
#ifndef _COMMON_H_
#define _COMMON_H_

int key = 1;

#endif

参考文献

1. 《实用C语言编程》2000.05 电力出版社，P356
2. C语言中extern用法详解
3. C语言正确使用extern关键字

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