关于C++ extern的简单总结

Posted 2021-11-26 fu3638

extern可以实现多文件共享同一个变量、const常量、函数。
下面结合几个例子来讲一下extern的相关性质（下述皆为多文件编译）：

例1：

//file1.cpp
#include<iostream>
using namespace std;

extern int count;

int main(){

    cout<<count<<endl;
    return 0;

}


//file2.cpp

int count=3;

...

将两个文件一起编译，则输出会是3，因为file1使用了在file2中定义的全局变量count，全局变量也叫外部变量，具有外部链接性，意思就是可以被外部文件引用。

注意，当使用extern声明变量时，要求被声明的变量只能在一个文件中被定义，比如再有个file3里面也定义了一个名为count的全局变量，然后跟file1、file2一起编译，那编译器就会报错，因为不知道要引用哪个count，这也被称为单独定义规则。

总而言之，在多文件程序中，可以在一个文件（且只能在一个文件）中定义一个外部变量。使用该变量的其他文件必须使用extern来声明他。(摘自C++ Primer Plus)

例2：

//file1.cpp
#include<iostream>
using namespace std;

void f(int x){

    if(x>3) return;
    extern int count;
    count++;
    cout<<count<<endl;
    f(x+1);
}

int main(){
    f(1);
    return 0;
}

//file2.cpp

int count=1;
...

上述例子中，file1和file2一起编译，运行后的输出是：

2

3

4

因为file1使用extern声明的count实际上就是file2中的count（同一个存储地址），file1只是声明要引用file2中的count，而不是重新定义一个count，所以即使递归调用函数也不会影响count保留上一次的值。这一点跟用static定义一个内部变量很像，不同的是static定义的内部变量只能初始化一次，而extern声明的变量不能初始化。

例3：

//file1.cpp
#include<iostream>
using namespace std;

extern const int x;

int main(){
    cout<<x<<endl;
    return 0;
}

//file2.cpp
extern const int x=5;
...

上述例子中，file1和file2一起编译，运行后的输出是5。显然file1通过extern声明引用了在file2中的const常量x。

但是为什么file1和file2都要加extern? 要如何实现多个文件共享一个const常量呢？

因为const声明的常量它的链接性是内部的，默认是不能被其他文件用extern引用的。也就是说例1中说的单定义规则对它并不适用，所以即使在多个文件中定义同名的const常量，也不会有问题。

可以使用extern来覆盖其默认的内部链接性，就像file2中做得那样，并且只能在一个文件中被初始化。

例4：

//file1.cpp
#include<iostream>
using namespace std;

extern void f(int x);

int main(){
    f(2);
    return 0;
}

//file2.cpp
#include<iostream>
using namespace std;

void f(int x){
    cout<<x<<endl;
}
    
...

上述例子的输出为2，file1中利用extern引用了file2中的extern。函数的链接性和常规变量类似，故例1中讲的性质对函数都适用，不再赘述。

若想函数只在文件内部可见，可使用static关键字将函数的链接性设置为内部的。