extern和頭文件

所以，想從這個(gè)問(wèn)題入手，好好研究一下關(guān)鍵字“extern”和頭文件。

查了一些資料和一些書(shū)。

extern可以置于變量或者函數前，以表示變量或者函數的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函數時(shí)在其他模塊中尋找其定義。另外，extern也可用來(lái)進(jìn)行鏈接指定。

extern變量

在一個(gè)源文件里定義了一個(gè)數組：char a[6];

　　在另外一個(gè)文件里用下列語(yǔ)句進(jìn)行了聲明：extern char *a；

　　請問(wèn)，這樣可以嗎？

　　答案與分析：

　　1)、不可以，程序運行時(shí)會(huì )告訴你非法訪(fǎng)問(wèn)。原因在于，指向類(lèi)型T的指針并不等價(jià)于類(lèi)型T的數組。extern char *a聲明的是一個(gè)指針變量而不是字符數組，因此與實(shí)際的定義不同，從而造成運行時(shí)非法訪(fǎng)問(wèn)。應該將聲明改為extern char a[ ]。

　　2)、例子分析如下，如果a[] = "abcd",則外部變量a=0x12345678 (數組的起始地址)，而*a是重新定義了一個(gè)指針變量a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(shí)候要嚴格對應聲明時(shí)的格式，在實(shí)際編程中，這樣的錯誤屢見(jiàn)不鮮。

4)、extern用在變量聲明中常常有這樣一個(gè)作用，你在*.c文件中聲明了一個(gè)全局的變量，這個(gè)全局的變量如果要被引用，就放在*.h中并用extern來(lái)聲明。

編譯、鏈接

1、 聲明外部變量

現代編譯器一般采用按文件編譯的方式，因此在編譯時(shí)，各個(gè)文件中定義的全局變量是互相透明的，也就是說(shuō)，在編譯時(shí)，全局變量的可見(jiàn)域限制在文件內部。下面舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。創(chuàng )建一個(gè)工程，里面含有A.cpp和B.cpp兩個(gè)簡(jiǎn)單的C++源文件：

　　//A.cpp

　　int i;

　　void main()

　　{

　　}

　　//B.cpp

　　int i;

　　這兩個(gè)文件極為簡(jiǎn)單，在A(yíng).cpp中我們定義了一個(gè)全局變量i，在B中我們也定義了一個(gè)全局變量i。

　　我們對A和B分別編譯，都可以正常通過(guò)編譯，但是進(jìn)行鏈接的時(shí)候，卻出現了錯誤，錯誤提示如下：

　　Linking...

　　B.obj : error LNK2005: "int i" (?i@@3HA) already defined in A.obj

　　Debug/A.exe : fatal error LNK1169: one or more multiply defined symbols found

　　Error executing link.exe.

　　A.exe - 2 error(s), 0 warning(s)

　　這就是說(shuō)，在編譯階段，各個(gè)文件中定義的全局變量相互是透明的，編譯A時(shí)覺(jué)察不到B中也定義了i，同樣，編譯B時(shí)覺(jué)察不到A中也定義了i。

　　但是到了鏈接階段，要將各個(gè)文件的內容“合為一體”，因此，如果某些文件中定義的全局變量名相同的話(huà)，在這個(gè)時(shí)候就會(huì )出現錯誤，也就是上面提示的重復定義的錯誤。

　　因此，各個(gè)文件中定義的全局變量名不可相同。

　　在鏈接階段，各個(gè)文件的內容（實(shí)際是編譯產(chǎn)生的obj文件）是被合并到一起的，因而，定義于某文件內的全局變量，在鏈接完成后，它的可見(jiàn)范圍被擴大到了整個(gè)程序。

　　這樣一來(lái)，按道理說(shuō)，一個(gè)文件中定義的全局變量，可以在整個(gè)程序的任何地方被使用，舉例說(shuō)，如果A文件中定義了某全局變量，那么B文件中應可以使用該變量。修改我們的程序，加以驗證：

　　//A.cpp

　　void main()

　　{

　　i = 100; //試圖使用B中定義的全局變量

　　}

　　//B.cpp

　　int i;

　　編譯結果如下：

　　Compiling...

　　A.cpp

　　C:Documents and Settingswangjian桌面 ry externA.cpp(5) : error C2065: i : undeclared identifier

　　Error executing cl.exe.

　　A.obj - 1 error(s), 0 warning(s)

　　編譯錯誤。

　　其實(shí)出現這個(gè)錯誤是意料之中的，因為：文件中定義的全局變量的可見(jiàn)性擴展到整個(gè)程序是在鏈接完成之后，而在編譯階段，他們的可見(jiàn)性仍局限于各自的文件。

　　編譯器的目光不夠長(cháng)遠，編譯器沒(méi)有能夠意識到，某個(gè)變量符號雖然不是本文件定義的，但是它可能是在其它的文件中定義的。

　　雖然編譯器不夠遠見(jiàn)，但是我們可以給它提示，幫助它來(lái)解決上面出現的問(wèn)題。這就是extern的作用了。

　　extern的原理很簡(jiǎn)單，就是告訴編譯器：“你現在編譯的文件中，有一個(gè)標識符雖然沒(méi)有在本文件中定義，但是它是在別的文件中定義的全局變量，你要放行！”

　　我們?yōu)樯厦娴腻e誤程序加上extern關(guān)鍵字：

　　//A.cpp

　　extern int i;

　　void main()

　　{

　　i = 100; //試圖使用B中定義的全局變量

　　}

　　//B.cpp

　　int i;

順利通過(guò)編譯，鏈接。

結論1、各個(gè)文件中定義的全局變量不可以同名，編譯的時(shí)候不會(huì )有問(wèn)題，連接的時(shí)候會(huì )出現問(wèn)題。所以在編程規范中，如果是定義全局變量，最好加上文件限制區域。

結論2、引用一個(gè)外部的全局變量的時(shí)候不可以賦初值。

結論3、申明一個(gè)外部函數的時(shí)候，不需要加extern來(lái)修飾也是可以的。經(jīng)過(guò)實(shí)際例子檢驗通過(guò)，還在不同的編譯環(huán)境下調試過(guò)。

舉個(gè)例子a.c文件中有5個(gè)函數，每一個(gè)前面定義的函數都引用了后面定義的函數，因此，我們定義了一個(gè)a.h文件，存放所有a.c文件中的函數申明，編譯運行絕對沒(méi)有問(wèn)題。那么運行的思路是這樣的。當第一個(gè)函數調用后面的函數的時(shí)候，因為a.h文件中已經(jīng)申明了函數，所以可以執行下去，那么相對于a.h文件來(lái)說(shuō)，他怎么找到a.c文件中的函數定義呢？此時(shí)在a.h文件中的函數申明可沒(méi)有使用extern來(lái)修飾。反過(guò)來(lái)，如果是b.c文件引用了a.h來(lái)調用a.c的函數。所以，當b.c文件要使用a.c中的函數時(shí)，只需要申明函數原型，而不需要加extern來(lái)修飾。亦可。

函數

結論4、在不同的文件中，不可以申明同名的函數。C語(yǔ)言不支持重載。

extern函數1

　　常見(jiàn)extern放在函數的前面成為函數聲明的一部分，那么，C語(yǔ)言的關(guān)鍵字extern在函數的聲明中起什么作用？

　　答案與分析：

　　如果函數的聲明中帶有關(guān)鍵字extern，僅僅是暗示這個(gè)函數可能在別的源文件里定義，沒(méi)有其它作用。即下述兩個(gè)函數聲明沒(méi)有明顯的區別：

　　extern int f(); 和int f();

　　當然，這樣的用處還是有的，就是在程序中取代include “*.h”來(lái)聲明函數，在一些復雜的項目中，我比較習慣在所有的函數聲明前添加extern修飾。

　　extern 函數2

　　當函數提供方單方面修改函數原型時(shí)，如果使用方不知情繼續沿用原來(lái)的extern申明，這樣編譯時(shí)編譯器不會(huì )報錯。但是在運行過(guò)程中，因為少了或者多了輸入參數，往往會(huì )造成系統錯誤，這種情況應該如何解決？

　　答案與分析：

　　目前業(yè)界針對這種情況的處理沒(méi)有一個(gè)很完美的方案，通常的做法是提供方在自己的xxx_pub.h中提供對外部接口的聲明，然后調用方include該頭文件，從而省去extern這一步。以避免這種錯誤。

　　寶劍有雙鋒，對extern的應用，不同的場(chǎng)合應該選擇不同的做法。

　　extern “C”

　　在C++環(huán)境下使用C函數的時(shí)候，常常會(huì )出現編譯器無(wú)法找到obj模塊中的C函數定義，從而導致鏈接失敗的情況，應該如何解決這種情況呢？

　　答案與分析：

　　C++語(yǔ)言在編譯的時(shí)候為了解決函數的多態(tài)問(wèn)題，會(huì )將函數名和參數聯(lián)合起來(lái)生成一個(gè)中間的函數名稱(chēng)，而C語(yǔ)言則不會(huì )，因此會(huì )造成鏈接時(shí)找不到對應函數的情況，此時(shí)C函數就需要用extern “C”進(jìn)行鏈接指定，這告訴編譯器，請保持我的名稱(chēng)，不要給我生成用于鏈接的中間函數名。

　　下面是一個(gè)標準的寫(xiě)法：

　　//在.h文件的頭上

　　#ifdef __cplusplus

　　#if __cplusplus

　　extern "C"{

　　#endif

　　#endif

　　…

　　…

　　//.h文件結束的地方

　　#ifdef __cplusplus

　　#if __cplusplus

　　}

　　#endif

　　#endif

　　C++中extern c的深層探索

　　C++語(yǔ)言的創(chuàng )建初衷是“a better C”，但是這并不意味著(zhù)C++中類(lèi)似C語(yǔ)言的全局變量和函數所采用的編譯和連接方式與C語(yǔ)言完全相同。作為一種欲與C兼容的語(yǔ)言，C++保留了一部分過(guò)程式語(yǔ)言的特點(diǎn)（被世人稱(chēng)為“不徹底地面向對象”），因而它可以定義不屬于任何類(lèi)的全局變量和函數。但是，C++畢竟是一種面向對象的程序設計語(yǔ)言，為了支持函數的重載，C++對全局函數的處理方式與C有明顯的不同。

　　2.從標準頭文件說(shuō)起

　　某企業(yè)曾經(jīng)給出如下的一道面試題：

　　面試題

　　為什么標準頭文件都有類(lèi)似以下的結構？

　　#ifndef __INCvxWorksh

　　#define __INCvxWorksh

　　#ifdef __cplusplus

　　extern "C" {

　　#endif

　　#ifdef __cplusplus

　　}

　　#endif

　　#endif