基本介紹
- 中文名：外部
- 外文名：extern
- 屬性：軟體語音
- 用途：變數類型定義、聲明外部變數
- 作為：進行連結指定
變數,函式,常量,編譯連結,函式,
變數
在另外一個檔案里用下列語句進行了聲明：extern char *a；
請問，這樣可以嗎？
答案與分析：
1)、不可以，程式運行時會告訴你非法訪問。原因在於，指向類型T的指針並不等價於類型T的數組。extern char *a聲明的是一個指針變數而不是字元數組，因此與實際的定義不同，從而造成運行時非法訪問。應該將聲明改為extern char a[ ]。
2)、例子分析如下，如果a[] = "abcd",則外部變數a=0x12345678 (數組的起始地址)，而*a是重新定義了一個指針變數，a指向的地址可能是0x87654321,直接使用*a是錯誤的.
3)、這提示我們，在使用extern時候要嚴格對應聲明時的格式，在實際編程中，這樣的錯誤屢見不鮮。
4)、extern用在變數聲明中常常有這樣一個作用：你要在*.c檔案中引用另一個檔案中的一個全局的變數，那就應該放在*.h中用extern來聲明這個全局變數。
extern用於變數的用法：
extern int a;//聲明一個全局變數a
int a; //定義一個全局變數a
extern int a =0 ;//定義一個全局變數a 並給初值。一旦給予賦值，一定是定義，定義才會分配存儲空間。（注意：經過測試在GCC中，這樣定義變數是不能通過編譯的，而在VS2013可以）
int a =0;//定義一個全局變數a,並給初值，
聲明之後你不能直接使用這個變數，需要定義之後才能使用。
第四個等於第三個，都是定義一個可以被外部使用的全局變數，並給初值。
糊塗了吧，他們看上去可真像。但是定義只能出現在一處。也就是說，不管是int a;還是int a=0;都只能出現一次，而那個extern int a可以出現很多次。
當你要引用一個全局變數的時候，你就要聲明extern int a;這時候extern不能省略，因為省略了，就變成int a;這是一個定義，不是聲明。
函式
實際上函式的聲明和定義都不需要添加extern關鍵字，在實際使用的時候也最好不要添加關鍵字。
如果一個函式是不會被其它檔案調用的，那么這個函式應該被聲明成static的。
如：
extern int func(void){
return 0;
}
跟
int func(void){
return 0;
}
是等價的，另外
extern int func(void);
跟
int func(void);是等價的。
常量
常量默認是靜態聲明的，所以
//file1.c
const float pi = 3.14159265;
//file2.c
extern const float pi;
是不會連結成功的（測試證明在VS2013和GCC編譯器中是可以通過的，原作者這裡說不可以，可能是編譯器不同所致），但是
//file1.c
extern const float pi = 3.14159265;
//file2.c
extern const float pi;
是可以連結成功的。
編譯連結
聲明外部變數
下面舉一個簡單的例子：
創建一個工程，裡面含有A.cpp和B.cpp兩個簡單的C++源檔案：
//A.cppint i;int main(){}//B.cppint i;這兩個檔案極為簡單，在A.cpp中我們定義了一個全局變數i，在B中我們也定義了一個全局變數i。
我們對A和B分別編譯，都可以正常通過編譯，但是進行連結的時候，卻出現了錯誤，錯誤提示如下：
Linking...B.obj:error LNK2005:"inti"(?i@@3HA)already defined in A.objDebug/A.exe:fatal error LNK1169:one or more multiply defined symbols foundError executing link.exe.A.exe-2 error(s),0 warning(s)
這就是說，在編譯階段，各個檔案中定義的全局變數相互是不透明的，編譯A時覺察不到B中也定義了i，同樣，編譯B時覺察不到A中也定義了i。
但是到了連結階段，要將各個檔案的內容“合為一體”，因此，如果某些檔案中定義的全局變數名相同的話，在這個時候就會出現錯誤，也就是上面提示的重複定義的錯誤。
因此，各個檔案中定義的全局變數名不可相同。
在連結階段，各個檔案的內容（實際是編譯產生的obj檔案）是被合併到一起的，因而，定義於某檔案內的全局變數，在連結完成後，它的可見範圍被擴大到了整個程式。
這樣一來，按道理說，一個檔案中定義的全局變數，可以在整個程式的任何地方被使用，舉例說，如果A檔案中定義了某全局變數，那么B檔案中應可以使用該變數。修改我們的程式，加以驗證：
//A.cppint main(){ i = 100;//試圖使用B中定義的全局變數}//B.cppint i;編譯結果如下：
Compiling...A.cppC:\Documents and Settings\wangjian\桌面\try extern\A.cpp(5):error C2065:'i':undeclared identifierError executing cl.exe.A.obj-1 error(s),0 warning(s)
編譯錯誤。
其實出現這個錯誤是意料之中的，因為檔案中定義的全局變數的可見性擴展到整個程式是在連結完成之後，而在編譯階段，他們的可見性仍局限於各自的檔案。
編譯器的目光不夠長遠，編譯器沒有能夠意識到，某個變數符號雖然不是本檔案定義的，但是它可能是在其它的檔案中定義的。
雖然編譯器不夠有遠見，但是我們可以給它提示，幫助它來解決上面出現的問題。這就是extern的作用了。
extern的原理很簡單，就是告訴編譯器：“你現在編譯的檔案中，有一個標識符雖然沒有在本檔案中定義，但是它是在別的檔案中定義的全局變數，你要放行！”
我們為上面的錯誤程式加上extern關鍵字：
//A.cppextern int i;int main(){ i=100;//試圖使用B中定義的全局變數}//B.cppint i;順利通過編譯，連結。
函式
extern函式1
答案與分析：
如果函式的聲明中帶有關鍵字extern，僅僅是暗示這個函式可能在別的源檔案里定義，沒有其它作用。即下述兩個函式聲明沒有明顯的區別：
extern int f(); 和int f();
當然，這樣的用處還是有的，就是在程式中取代include “*.h”來聲明函式，在一些複雜的項目中，我比較習慣在所有的函式聲明前添加extern修飾。
extern函式2
當函式提供方單方面修改函式原型時，如果使用方不知情繼續沿用原來的extern申明，這樣編譯時編譯器不會報錯。但是在運行過程中，因為少了或者多了輸入參數，往往會造成系統錯誤，這種情況應該如何解決？
答案與分析：
目前業界針對這種情況的處理沒有一個很完美的方案，通常的做法是提供放在自己的xxx_pub.h中提供對外部接口的聲明，然後調用包涵該檔案的頭檔案，從而省去extern這一步。以避免這種錯誤。
寶劍有雙鋒，對extern的套用，不同的場合應該選擇不同的做法。
extern “C”
答案與分析：
C++語言在編譯的時候為了解決函式的重載問題，會將函式名和參數聯合起來生成一個中間的函式名稱，而C語言則不會，因此會造成連結時找不到對應函式的情況，此時C函式就需要用extern “C”進行連結指定，這告訴編譯器，請保持我的名稱，不要給我生成用於連結的中間函式名。
下面是一個標準的寫法：
//在.h檔案的頭上
#ifdef __cplusplus
#if __cplusplus
extern "C"{
#endif
#endif /* __cplusplus */
…
…
//.h檔案結束的地方
#ifdef __cplusplus
#if __cplusplus
}
#endif
#endif /* __cplusplus */
C++中extern c的深層探索
C++語言的創建初衷是“a better C”，但是這並不意味著C++中類似C語言的全局變數和函式所採用的編譯和連線方式與C語言完全相同。作為一種欲與C兼容的語言，C++保留了一部分過程式語言的特點（被世人稱為“不徹底地面向對象”），因而它可以定義不屬於任何類的全局變數和函式。但是，C++畢竟是一種面向對象的程式設計語言，為了支持函式的重載，C++對全局函式的處理方式與C有明顯的不同。
2.從標準頭檔案說起
某企業曾經給出如下的一道面試題：
面試題
為什麼標準頭檔案都有類似以下的結構？
#ifndef __INCvxWorksh
#define __INCvxWorksh
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*...*/
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* __INCvxWorksh */
分析
顯然，頭檔案中的編譯宏“#ifndef __INCvxWorksh、#define __INCvxWorksh、#endif” 的作用是防止該頭檔案被重複引用。
那么
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#ifdef __cplusplus
}
#endif
的作用又是什麼呢？我們將在下文一一道來。
3.深層揭密extern "C"
extern "C" 包含雙重含義，從字面上即可得到：首先，被它修飾的目標是“extern”的；其次，被它修飾的目標是“C”的。讓我們來詳細解讀這兩重含義。
被extern "C"限定的函式或變數是extern類型的；
extern int a;
僅僅是一個變數的聲明，其並不是在定義變數a，並未為a分配記憶體空間。變數a在所有模組中作為一種全局變數只能被定義一次，否則會出現連線錯誤。
引用一個定義在其它模組的全局變數或函式（如，全局函式或變數定義在A模組，B欲引用）有兩種方法，一、B模組中include模組A的頭檔案。二、模組B中對欲引用的模組A的變數或函式重新聲明一遍，並前加extern關鍵字。
通常，在模組的頭檔案中對本模組提供給其它模組引用的函式和全局變數以關鍵字extern聲明。例如，如果模組B欲引用該模組A中定義的全局變數和函式時只需包含模組A的頭檔案即可。這樣，模組B中調用模組A中的函式時，在編譯階段，模組B雖然找不到該函式，但是並不會報錯；它會在連線階段中從模組A編譯生成的目標代碼中找到此函式。
與extern對應的關鍵字是static，被它修飾的全局變數和函式只能在本模組中使用。因此，一個函式或變數只可能被本模組使用時，其不可能被extern “C”修飾。
被extern "C"修飾的變數和函式是按照C語言方式編譯和連線的；
未加extern “C”聲明時的編譯方式
首先看看C++中對類似C的函式是怎樣編譯的。
void foo( int x, int y );
該函式被C編譯器編譯後在符號庫中的名字為_foo，而C++編譯器則會產生像_foo_int_int之類的名字（不同的編譯器可能生成的名字不同，但是都採用了相同的機制，生成的新名字稱為“mangled name”）。
_foo_int_int這樣的名字包含了函式名、函式參數數量及類型信息，C++就是靠這種機制來實現函式重載的。例如，在C++中，函式void foo( int x, int y )與void foo( int x, float y )編譯生成的符號是不相同的，後者為_foo_int_float。
同樣地，C++中的變數除支持局部變數外，還支持類成員變數和全局變數。用戶所編寫程式的類成員變數可能與全局變數同名，我們以"."來區分。而本質上，編譯器在進行編譯時，與函式的處理相似，也為類中的變數取了一個獨一無二的名字，這個名字與用戶程式中同名的全局變數名字不同。
未加extern "C"聲明時的連線方式
假設在C++中，模組A的頭檔案如下：
// 模組A頭檔案 moduleA.h
#ifndef MODULE_A_H
#define MODULE_A_H
int foo( int x, int y );
#endif
在模組B中引用該函式：
// 模組B實現檔案 moduleB.cpp
#include "moduleA.h"
foo(2,3);
實際上，在連線階段，連線器會從模組A生成的目標檔案moduleA.obj中尋找_foo_int_int這樣的符號！
加extern "C"聲明後的編譯和連線方式
加extern "C"聲明後，模組A的頭檔案變為：
// 模組A頭檔案 moduleA.h
#ifndef MODULE_A_H
#define MODULE_A_H
extern "C" int foo( int x, int y );
#endif
在模組B的實現檔案中仍然調用foo( 2,3 )，其結果是：
（1）模組A編譯生成foo的目標代碼時，沒有對其名字進行特殊處理，採用了C語言的方式；
（2）連線器在為模組B的目標代碼尋找foo(2,3)調用時，尋找的是未經修改的符號名_foo。
如果在模組A中函式聲明了foo為extern "C"類型，而模組B中包含的是extern int foo( int x, int y ) ，則模組B找不到模組A中的函式；反之亦然。
所以，可以用一句話概括extern “C”這個聲明的真實目的（任何語言中的任何語法特性的誕生都不是隨意而為的，來源於真實世界的需求驅動。我們在思考問題時，不能只停留在這個語言是怎么做的，還要問一問它為什麼要這么做，動機是什麼，這樣我們可以更深入地理解許多問題）：
實現C++與C及其它語言的混合編程。
明白了C++中extern "C"的設立動機，我們下面來具體分析extern "C"通常的使用技巧。
4.extern "C"的慣用法
（1）在C++中引用C語言中的函式和變數，在包含C語言頭檔案（假設為cExample.h）時，需進行下列處理：
extern "C"
{
#include "cExample.h"
}
而在C語言的頭檔案中，對其外部函式只能指定為extern類型，C語言中不支持extern "C"聲明，在.c檔案中包含了extern "C"時會出現編譯語法錯誤。
/*c語言頭檔案：cExample.h */
#ifndef C_EXAMPLE_H
#define C_EXAMPLE_H
extern int add(int x,int y);
#endif
/*c語言實現檔案：cExample.c */
#include "cExample.h"
int add( int x, int y )
{
return x + y;
}
//c++實現檔案，調用add：cppFile.cpp
extern "C"
{
#include "cExample.h"
}
int main(int argc, char* argv[])
{
add(2,3);
return 0;
}
如果C++調用一個C語言編寫的.DLL時，當包括.DLL的頭檔案或聲明接口函式時，應加extern "C" { }。
（2）在C++引用C語言中的函式和變數時，C++的頭檔案需添加extern "C"，但是在C語言中不能直接引用聲明了extern "C"的該頭檔案，應該僅將C檔案中將C++中定義的extern "C"函式聲明為extern類型。
筆者編寫的C引用C++函式例子工程中包含的三個檔案的原始碼如下：
//C++頭檔案 cppExample.h
#ifndef CPP_EXAMPLE_H
#define CPP_EXAMPLE_H
extern "C" int add( int x, int y );
#endif
//C++實現檔案 cppExample.cpp
#include "cppExample.h"
int add( int x, int y )
{
return x + y;
}
/* C實現檔案 cFile.c
/* 這樣會編譯出錯：#include "cppExample.h" */
extern int add (int x,int y);int main (int argc,char*argv[]){ add(2,3); return 0;}