extern 详解(内有extern "C" 讲解)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了extern 详解(内有extern "C" 讲解)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

基本解释

extern可以置于变量或者函数前,

以标示变量或者函数的定义在别的文件中,提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。

此外extern也可用来进行链接指定。

也就是说extern有两个作用,

第一个

当它与"C"一起连用时,如: extern "C" void fun(int a, int b);

则告诉编译器在编译fun这个函数名时按着C的规则去翻译相应的函数名,而不是按照C++的规则,

C++的规则在翻译这个函数名时会把fun这个名字变得面目全非,可能是 [email protected]_int_int#%$,

也可能是别的,这要看编译器的"脾气"了(不同的编译器采用的方法不一样),

为什么这么做呢,因为C++支持函数的重载啊,在这里不去过多的论述这个问题,

如果你有兴趣可看这篇文章:http://www.cnblogs.com/tenjl-exv/p/7600347.html(C++重载)

第二个

当extern不与"C"在一起修饰变量或函数时,如在头文件中: extern int g_Int;

它的作用就是声明函数或全局变量的作用范围的关键字,

其声明的函数和变量可以在本模块或其他模块中使用,

记住它是一个声明不是定义!

也就是说模块B(编译单元)要是引用模块A(编译单元)中定义的全局变量或函数时,

它只要包含模块A的头文件即可,在编译阶段,模块B虽然找不到该函数或变量,

但它不会报错,它会在连接时从模块A生成的目标代码中找到此函数。

 

 

  在一个源文件里定义了一个数组:char a[6];

  在另外一个文件里用下列语句进行了声明:extern char *a;

  请问,这样可以吗? 

  答案与分析:

  1)、不可以,程序运行时会告诉你非法访问。

  原因在于,指向类型T的指针并不等价于类型T的数组。

  extern char *a声明的是一个指针变量而不是字符数组,因此与实际的定义不同,从而造成运行时非法访问。

  应该将声明改为extern char a[ ]

  2)、例子分析如下,如果a[] = "abcd",则外部变量a=0x61626364 (abcd的ASCII码值),*a显然没有意义

  显然a指向的空间(0x61626364)没有意义,易出现非法内存访问。

  3)、这提示我们,在使用extern时候要严格对应声明时的格式,在实际编程中,这样的错误屡见不鲜。

  4)、extern用在变量声明中常常有这样一个作用,你在*.c文件中声明了一个全局的变量,这个全局的变量如果要被引用,就放在*.h中并用extern来声明。

单方面修改extern 函数原型

  当函数提供方单方面修改函数原型时,如果使用方不知情继续沿用原来的extern申明,这样编译时编译器不会报错。

  但是在运行过程中,因为少了或者多了输入参数,往往会照成系统错误,这种情况应该如何解决?

  答案与分析:

  目前业界针对这种情况的处理没有一个很完美的方案,通常的做法是提供方在自己的xxx_pub.h中提供对外部接口的声明,然后调用方include该头文件,从而省去extern这一步。以避免这种错误。
  宝剑有双锋,对extern的应用,不同的场合应该选择不同的做法。

extern “C”

  在C++环境下使用C函数的时候,常常会出现编译器无法找到obj模块中的C函数定义,从而导致链接失败的情况,应该如何解决这种情况呢?

  答案与分析:

  C++语言在编译的时候为了解决函数的多态问题,

  会将函数名和参数联合起来生成一个中间的函数名称,

  而C语言则不会,因此会造成链接时找不到对应函数的情况,

  此时C函数就需要用extern “C”进行链接指定,这告诉编译器,请保持我的名称,不要给我生成用于链接的中间函数名。

  下面是一个标准的写法:

//在.h文件的头上
#ifdef __cplusplus
#if      __cplusplus
extern "C"{
 #endif
 #endif /* __cplusplus */ 
 …
 …
 //.h文件结束的地方
 #ifdef __cplusplus
 #if __cplusplus
    }
#endif
#endif /* __cplusplus */ 

 

extern 函数声明

  常常见extern放在函数的前面成为函数声明的一部分,那么,C语言的关键字extern在函数的声明中起什么作用?

  答案与分析:

  如果函数的声明中带有关键字extern,仅仅是暗示这个函数可能在别的源文件里定义,没有其它作用。

  即下述两个函数声明没有明显的区别:

  extern int f(); 和int f();

  当然,这样的用处还是有的,就是在程序中取代include “*.h”来声明函数,在一些复杂的项目中,我比较习惯在所有的函数声明前添加extern修饰。

  关于这样做的原因和利弊可见下面的这个例子:“用extern修饰的全局变量”

    (1) 在test1.h中有下列声明:

1  #ifndef TEST1H
2     #define TEST1H
3     extern char g_str[]; // 声明全局变量g_str
4     void fun1();
5  #endif

    (2) 在test1.cpp中

1  #include "test1.h"
2         char g_str[] = "123456"; // 定义全局变量g_str
3         void fun1() { cout << g_str << endl; }

    (3) 以上是test1模块, 它的编译和连接都可以通过,如果我们还有test2模块也想使用g_str,只需要在原文件中引用就可以了

1 #include "test1.h"
2 void fun2(){ cout << g_str << endl;    }

    以上test1和test2可以同时编译连接通过,如果你感兴趣的话可以用ultraEdit打开test1.obj,

 你可以在里面找到"123456"这个字符串,但是你却不能在test2.obj里面找到,

 这是因为g_str是整个工程的全局变量,在内存中只存在一份,test2.obj这个编译单元不需要再有一份了,

 不然会在连接时报告重复定义这个错误!

    (4) 有些人喜欢把全局变量的声明和定义放在一起,这样可以防止忘记了定义,

 如把上面test1.h改为

    extern char g_str[] = "123456"; // 这个时候相当于没有extern

    然后把test1.cpp中的g_str的定义去掉,这个时候再编译连接test1和test2两个模块时,会报连接错误,

 这是因为你把全局变量g_str的定义放在了头文件之后,test1.cpp这个模块包含了test1.h,

 所以定义了一次g_str,而test2.cpp也包含了test1.h所以再一次定义了g_str,

 这个时候连接器在连接test1和test2时发现两个g_str。

 如果你非要把g_str的定义放在test1.h中的话,那么就把test2的代码中#include "test1.h"去掉 换成:

 

1 #include "test1.h"
2 void fun2()    { cout << g_str << endl;    }

 

    这个时候编译器就知道g_str是引自于外部的一个编译模块了,不会在本模块中再重复定义一个出来,

 但是我想说这样做非常糟糕,因为你由于无法在test2.cpp中使用#include "test1.h",

 那么test1.h中声明的其他函数你也无法使用了,除非也都用extern修饰,

 这样的话你光声明的函数就要一大串,而且头文件的作用就是要给外部提供接口使用的,

 所以 请记住, 

 只在头文件中做声明,真理总是这么简单。

extern 和 static

 (1) extern 表明该变量在别的地方已经定义过了,在这里要使用那个变量.

 (2) static  表示静态的变量,分配内存的时候, 存储在静态区,不存储在栈上面.

    static 作用范围是内部连接的关系, 和extern有点相反。

 它和对象本身是分开存储的,extern也是分开存储的,

 但是extern可以被其他的对象用extern 引用,而static 不可以,只允许对象本身用它。

    具体差别

 首先,static与extern是一对“水火不容”的家伙,

 也就是说extern和static不能同时修饰一个变量

 其次,static修饰的全局变量声明与定义同时进行,

 也就是说当你在头文件中使用static声明了全局变量后,它也同时被定义了;

 最后,static修饰全局变量的作用域只能是本身的编译单元,

 也就是说它的“全局”只对本编译单元有效,其他编译单元则看不到它,如:

    (1) test1.h:
    #ifndef TEST1H
    #define TEST1H
    static char g_str[] = "123456"; 
    void fun1();
    #endif

    (2) test1.cpp:
    #include "test1.h"
    void fun1()  {   cout << g_str << endl;  }
(
3) test2.cpp #include "test1.h" void fun2() { cout << g_str << endl; }

 

    以上两个编译单元可以连接成功,

 当你打开test1.obj时,你可以在它里面找到字符串"123456",

 同时你也可以在test2.obj中找到它们,它们之所以可以连接成功而没有报重复定义的错误,

 是因为虽然它们有相同的内容,但是存储的物理地址并不一样,就像是两个不同变量赋了相同的值一样,而这两个变量分别作用于它们各自的编译单元。

 也许你比较较真,自己偷偷的跟踪调试上面的代码,结果你发现两个编译单元(test1,test2)的g_str的内存地址相同,

 于是你下结论static修饰的变量也可以作用于其他模块,但是我要告诉你,那是你的编译器在欺骗你,

 大多数编译器都对代码有优化功能,以达到生成的目标程序更节省内存,执行效率更高,

 当编译器在连接各个编译单元的时候,它会把相同内容的内存只拷贝一份,

 比如上面的"123456", 位于两个编译单元中的变量都是同样的内容,那么在连接的时候它在内存中就只会存在一份了,

 如果你把上面的代码改成下面的样子,你马上就可以拆穿编译器的谎言:

    (1) test1.cpp:
    #include "test1.h"
    void fun1()
    {
        g_str[0] = ‘‘a‘‘;
        cout << g_str << endl;
    }

    (2) test2.cpp
    #include "test1.h"
    void fun2()  {  cout << g_str << endl;  }

    (3) void main()     
    {
        fun1(); // a23456
        fun2(); // 123456
    }

 

    这个时候你再跟踪代码时,就会发现两个编译单元中的g_str地址并不相同,

 因为你在一处修改了它,所以编译器被强行的恢复内存的原貌,在内存中存在了两份拷贝给两个模块中的变量使用。

 正是因为static有以上的特性,所以一般定义static全局变量时,都把它放在原文件中而不是头文件

 这样就不会给其他模块造成不必要的信息污染,同样记住这个原则吧!

extern 和const

   C++中const修饰的全局常量据有跟static相同的特性,即它们只能作用于本编译模块中,

 但是const可以与extern连用来声明该常量可以作用于其他编译模块中, 如 extern const char g_str[];

    然后在原文件中别忘了定义:     const char g_str[] = "123456"; 

    所以当const单独使用时它就与static相同,而当与extern一起合作的时候,它的特性就跟extern的一样了!

 所以对const我没有什么可以过多的描述,我只是想提醒你,

 const char* g_str = "123456" 与 const char g_str[] ="123465"是不同的,

 前面那个const 修饰的是char *而不是g_str,它的g_str并不是常量,它被看做是一个定义了的全局变量(可以被其他编译单元使用),

 所以如果你想让char*g_str遵守const的全局常量的规则,

 最好这么定义: const char* const g_str="123456".

 

v、






以上是关于extern 详解(内有extern "C" 讲解)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

extern关键字详解

C语言中extern详解

extern “C”的作用详解

C/C++中extern关键字详解

C/C++中extern关键字详解

extern和extern "C"