C/C++ 知识点：extern 关键字

文章目录

• 一、extern 关键字
• • 1、什么是extern？
  • 2、基本用法
  • • 2.1、声明全局变量
    • 2.2、声明函数
    • 2.3、使const变量具备外部连接性
  • 3、`extern "C"`特殊用途
  • • 3.1、C调用C++
    • 3.2、C++调用C
  • 4、注意事项
  • 5、总结

在C和C++编程语言中，extern关键字扮演着连接不同源文件（或称为翻译单元）中变量的桥梁角色。它主要用于声明一个变量或函数是在其他地方定义的，即告诉编译器该符号（变量或函数名）在程序的其他部分已经存在，无需在此处重新定义。通过extern，可以实现跨文件的全局变量访问和函数调用，这对于模块化编程和代码组织至关重要。

一、extern 关键字

1、什么是extern？

extern关键字在C++中用于声明一个变量或函数具有外部链接。这意味着该变量或函数的定义在另一个文件中，而不是在当前文件中。使用extern可以避免重复定义，从而实现代码的模块化和组织化。

2、基本用法

2.1、声明全局变量

当在一个源文件中定义了一个全局变量，并希望在另一个源文件中访问它时，就需要在访问它的源文件中使用extern关键字进行声明。这样做可以避免重复定义，同时确保链接器能够找到变量的实际定义位置。

// file1.c
int globalVar = 10; // 定义全局变量

// file2.c
extern int globalVar; // 声明全局变量，告诉编译器该变量在其他地方定义
void someFunction() {
    printf("%d\n", globalVar); // 使用全局变量
}

2.2、声明函数

在C/C++中，当你在一个源文件中定义了一个函数，并在另一个源文件中调用它时，需要显式地使用extern来声明一个函数。

// file1.c
void myFunction() {
    printf("Hello, World!\n");
}

// file2.c
extern void myFunction(); // 显式声明
void callMyFunction() {
    myFunction();
}

2.3、使const变量具备外部连接性

默认情况下，const 全局变量具有内部链接。 如果希望变量具有外部链接性，需要在定义及使用（其他文件）const全局变量的地方使用extern关键字，例如：

//fileA.cpp
extern const int i = 42; // extern const definition

//fileB.cpp
extern const int i;  // declaration only. same as i in FileA

3、extern "C"特殊用途

3.1、C调用C++

如果C要调用C++提供的接口，那么C++提供的接口要用extern "C" 修饰。extern "C" 修饰的函数，通过C++ 编译器，不会对它进行函数名处理，也就是保持原来的函数名。例如：

// cppExample.h
#ifndef __CPP_EXAMPLE_H__
#define __CPP_EXAMPLE_H__

#ifdef __cplusplus
extern "C" int add(int x, int y);
#endif

#endif

// cppExample.cpp
#include "cppExample.h"
int add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

// cFile.c
#include <stdio.h>
#include "cppExample.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    printf("%d\n", add(10, 20));
    return 0;
}

一般C++提供的头文件都使用下面的格式

#ifndef __TEST
#define __TEST
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
 
//函数声明
 
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* __TEST */

3.2、C++调用C

C++引用C代码时，引用C头文件的语句需被extern包括。如果不加则会导致编译错误，找不到符号定义。例如：

// cExample.h
extern int add(int x, int y);

// cExample.c
#include "cExample.h"
int add(int x, int y)
{
    return x + y;
}

// cppFile.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

extern "C"{
#include "cExample.h"
}

int main(int argc, char **argv)
{
    cout << add(2, 3) << endl;
    return 0;
}

4、注意事项

• extern只能用于声明，不能用于定义。定义变量时需要分配内存空间，而声明只是告诉编译器该变量存在。
• 如果在头文件中使用extern声明全局变量，那么包含该头文件的所有源文件都能访问这个全局变量。
• 对于静态存储期的全局变量（即使用static修饰的全局变量），其作用域仅限于定义它的文件，即使在其他文件中使用extern也无法访问。

5、总结

C++中的extern关键字是一种强大的工具，用于声明变量或函数的外部链接。通过使用extern，可以实现跨文件共享和访问，从而提高代码的模块化和可维护性。在使用extern时，需要注意仅声明不定义的原则，并确保每个extern声明都有相应的定义。掌握extern的用法，可以更好地组织和管理大型C++项目，提高代码的可读性和可维护性。