extern

關鍵字

在一個 源文件裡定義了一個 數組：char a;

在另外一個文件裡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，程序運行時會告訴你非法訪問。原因在于，指向類型T的 指針并不等價于類型T的 數組。extern char *a聲明的是一個 指針變量而不是字符 數組，因此與實際的定義不同，從而造成運行時非法訪問。應該将聲明改為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 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 變量聲明中常常有這樣一個作用：你要在*.c文件中引用另一個文件中的一個全局的變量，那就應該放在*.h中用extern來聲明這個全局變量。

這個 關鍵字真的比較可惡，在定義（ 函數）的時候，這個extern居然可以被省略，所以會讓你搞不清楚到底是聲明還是定義，下面分變量和函數兩類來說：

尤其是對于變量來說。

extern int a;//聲明一個全局變量a

int a; //定義一個全局變量a

extern int a =0 ;//定義一個全局變量a 并給初值。一旦給予賦值，一定是定義，定義才會分配存儲空間。

int a =0;//定義一個全局變量a,并給初值，

聲明之後你不能直接使用這個變量，需要定義之後才能使用。

第四個等于第三個，都是定義一個可以被外部使用的全局變量，并給初值。

糊塗了吧，他們看上去可真像。但是 定義隻能出現在一處。也就是說，不管是int a;還是int a=0;都隻能出現一次，而那個 extern int a可以出現很多次。

當你要引用一個全局變量的時候，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。

編譯鍊接

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，各個文件中定義的 全局變量是互相不透明的。也就是說，在編譯時， 全局變量的可見域限制在文件内部。

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++源文件：

這兩個文件極為簡單，在A.cpp中我們定義了一個 全局變量i，在B中我們也定義了一個 全局變量i。

我們對A和B分别編譯，都可以正常通過編譯，但是進行鍊接的時候，卻出現了錯誤，錯誤提示如下：

這就是說，在編譯階段，各個文件中定義的 全局變量相互是不透明的，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。

但是到了鍊接階段，要将各個文件的内容“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，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，各個文件中定義的 全局變量名不可相同。

在鍊接階段，各個文件的内容（實際是編譯産生的obj文件）是被合并到一起的，因而，定義于某文件内的 全局變量，在鍊接完成後，它的可見範圍被擴大到了整個程序。

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

編譯結果如下：

編譯錯誤。

其實出現這個錯誤是意料之中的，因為文件中定義的 全局變量的可見性擴展到整個程序是在鍊接完成之後，而在編譯階段，他們的可見性仍局限于各自的文件。

編譯器的目光不夠長遠，編譯器沒有能夠意識到，某個 變量符号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：“你現在編譯的文件中，有一個标識符雖然沒有在本文件中定義，但是它是在别的文件中定義的 全局變量，你要放行！”

我們為上面的錯誤程序加上extern關鍵字：

順利通過編譯，鍊接。

函數

extern函數1

常見extern放在 函數的前面成為 函數聲明的一部分，那麼， C語言的 關鍵字extern在 函數的聲明中起什麼作用？

答案與分析：

如果 函數的聲明中帶有 關鍵字extern，僅僅是暗示這個 函數可能在别的源文件裡定義，沒有其它作用。即下述兩個 函數聲明沒有明顯的區别：

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”來聲明 函數，在一些複雜的項目中，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，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，通常的做法是提供方在自己的xxx_pub.h中提供對外部 接口的聲明，然後調用包涵該文件的頭文件，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，不同的場合應該選擇不同的做法。

extern “C”

在 C++環境下使用C 函數的時候，常常會出現 編譯器無法找到obj模塊中的C 函數定義，從而導緻鍊接失敗的情況，應該如何解決這種情況呢？

答案與分析：

C++語言在編譯的時候為了解決 函數的多态問題，會将 函數名和參數聯合起來生成一個中間的 函數名稱，而 C語言則不會，因此會造成鍊接時找不到對應 函數的情況，此時C 函數就需要用extern “C”進行鍊接指定，這告訴 編譯器，請保持我的名稱，不要給我生成用于鍊接的中間 函數名。

下面是一個标準的寫法：

//在.h文件的頭上

#ifdef __cplusplus

#if __cplusplus

extern "C"{

#endif

#endif /* __cplusplus */

…

…

//.h文件結束的地方

#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”，但是這并不意味着C++中類似C語言的 全局變量和 函數所采用的編譯和連接方式與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于任何類的 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.從标準頭文件說起

某企業曾經給出如下的一道面試題：

面試題

為什麼标準頭文件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，頭文件中的編譯宏“#ifndef __INCvxWorksh、#define __INCvxWorksh、#endif” 的作用是防止該頭文件被重複引用。

那麼

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

#ifdef __cplusplus

}

#endif

的作用又是什麼呢？我們将在下文一一道來。

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，被它修飾的目标是“extern”的；其次，被它修飾的目标是“C”的。讓我們來詳細解讀這兩重含義。

被extern "C"限定的 函數或 變量是extern類型的；

extern是C/C++語言中表明 函數和 全局變量作用範圍（可見性）的 關鍵字，該 關鍵字告訴 編譯器，其聲明的 函數和 變量可以在本模塊或其它模塊中使用，記住，下列語句：

extern int a;

僅僅是一個 變量的聲明，其并不是在定義變量a，并未為a分配内存空間。 變量a在所有模塊中作為一種 全局變量隻能被定義一次，否則會出現連接錯誤。

引用一個定義在其它模塊的 全局變量或 函數（如， 全局函數或變量定義在A模塊，B欲引用）有兩種方法，一、B模塊中include模塊A的頭文件。二、模塊B中對欲引用的模塊A的 變量或 函數重新聲明一遍，并前加extern關鍵字。

通常，在模塊的頭文件中對本模塊提供給其它模塊引用的 函數和 全局變量以關鍵字extern聲明。例如，如果模塊B欲引用該模塊A中定義的 全局變量和 函數時隻需包含模塊A的頭文件即可。這樣，模塊B中調用模塊A中的 函數時，在編譯階段，模塊B雖然找不到該 函數，但是并不會報錯；它會在連接階段中從模塊A編譯生成的 目标代碼中找到此 函數。

與extern對應的 關鍵字是static，被它修飾的 全局變量和函數隻能在本模塊中使用。因此，一個函數或 變量隻可能被本模塊使用時，其不可能被extern “C”修飾。

被extern "C"修飾的變量和 函數是按照C語言方式編譯和連接的；

未加extern “C”聲明時的 編譯方式

首先看看C++中對類似C的 函數是怎樣編譯的。

作為一種 面向對象的語言，C++支持 函數重載，而過程式語言C則不支持。 函數被C++編譯後在符号庫中的名字與C語言的不同。例如，假設某個 函數的原型為：

void foo( int x, int y );

該 函數被C 編譯器編譯後在符号庫中的名字為_foo，而C++編譯器則會産生像_foo_int_int之類的名字（不同的編譯器可能生成的名字不同，但是都采用了相同的機制，生成的新名字稱為“mangled name”）。

_foo_int_int這樣的名字包含了 函數名、函數參數數量及類型信息，C++就是靠這種機制來實現 函數重載的。例如，在C++中， 函數void foo( int x, int y )與void foo( int x, float y )編譯生成的符号是不相同的，後者為_foo_int_float。

同樣地，C++中的變量除支持 局部變量外，還支持類 成員變量和 全局變量。用戶所編寫程序的類 成員變量可能與 全局變量同名，我們以"."來區分。而本質上， 編譯器在進行編譯時，與 函數的處理相似，也為類中的 變量取了一個獨一無二的名字，這個名字與 用戶程序中同名的 全局變量名字不同。

未加extern "C"聲明時的連接方式

假設在C++中，模塊A的頭文件如下：

// 模塊A頭文件moduleA.h

#ifndef MODULE_A_H

#define MODULE_A_H

int foo( int x, int y );

#endif

在模塊B中引用該 函數：

// 模塊B實現文件moduleB.cpp

#include "moduleA.h"

foo(2,3);

實際上，在連接階段，連接器會從模塊A生成的目标文件moduleA.obj中尋找_foo_int_int這樣的符号！

加extern "C"聲明後的編譯和連接方式

加extern "C"聲明後，模塊A的頭文件變為：

// 模塊A頭文件moduleA.h

#ifndef MODULE_A_H

#define MODULE_A_H

extern "C" int foo( int x, int y );

#endif

在模塊B的實現文件中仍然調用foo( 2,3 )，其結果是：

（1）模塊A編譯生成foo的 目标代碼時，沒有對其名字進行特殊處理，采用了C語言的方式；

（2）連接器在為模塊B的 目标代碼尋找foo(2,3)調用時，尋找的是未經修改的符号名_foo。

如果在模塊A中 函數聲明了foo為extern "C"類型，而模塊B中包含的是extern int foo( int x, int y ) ，則模塊B找不到模塊A中的函數；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随意而為的，來源于真實世界的需求驅動。我們在思考問題時，不能隻停留在這個語言是怎麼做的，還要問一問它為什麼要這麼做，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語言中的函數和 變量，在包含C語言頭文件（假設為cExample.h）時，需進行下列處理：

extern "C"

{

#include "cExample.h"

}

而在C語言的頭文件中，對其外部 函數隻能指定為extern類型，C語言中不支持extern "C"聲明，在.c文件中包含了extern "C"時會出現編譯語法錯誤。

筆者編寫的 C++引用C函數例子工程中包含的三個文件的 源代碼如下：

/* c語言頭文件：cExample.h */

#ifndef C_EXAMPLE_H

#define C_EXAMPLE_H

extern int add(int x,int y);

#endif

/* c語言實現文件：cExample.c */

#include "cExample.h"

int add( int x, int y )

{

return x + y;

}

// c++實現文件，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的頭文件或聲明 接口函數時，應加extern "C" {}。

（2）在C++引用C語言中的 函數和變量時，C++的頭文件需添加extern "C"，但是在C語言中不能直接引用聲明了extern "C"的該頭文件，應該僅将C文件中将C++中定義的extern "C"函數聲明為extern類型。

筆者編寫的C引用C++ 函數例子工程中包含的三個文件的 源代碼如下：

//C++頭文件 cppExample.h

#ifndef CPP_EXAMPLE_H

#define CPP_EXAMPLE_H

extern "C" int add( int x, int y );

#endif

//C++實現文件 cppExample.cpp

#include "cppExample.h"

int add( int x, int y )

{

return x + y;

}

/* C實現文件 cFile.c

/* 這樣會編譯出錯：#include "cppExample.h" */