extern和頭文件

所以，想從這個問題入手，好好研究一下關鍵字“extern”和頭文件。

查了一些資料和一些書。

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

extern變量

在一個源文件里定義了一個數(shù)組：char a[6];

　　在另外一個文件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(shù)組。extern char *a聲明的是一個指針變量而不是字符數(shù)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",則外部變量a=0x12345678 (數(shù)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，你在*.c文件中聲明了一個全局的變量，這個全局的變量如果要被引用，就放在*.h中并用extern來聲明。

編譯、鏈接

1、 聲明外部變量

現(xiàn)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透明的，也就是說，在編譯時，全局變量的可見域限制在文件內部。下面舉一個簡單的例子。創(chuàng)建一個工程，里面含有A.cpp和B.cpp兩個簡單的C++源文件：

　　//A.cpp

　　int i;

　　void main()

　　{

　　}

　　//B.cpp

　　int i;

　　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分別編譯，都可以正常通過編譯，但是進行鏈接的時候，卻出現(xiàn)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，在編譯階段，各個文件中定義的全局變量相互是透明的，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。

　　但是到了鏈接階段，要將各個文件的內容“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，在這個時候就會出現(xiàn)錯誤，也就是上面提示的重復定義的錯誤。

　　因此，各個文件中定義的全局變量名不可相同。

　　在鏈接階段，各個文件的內容（實際是編譯產生的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，它的可見范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。

　　其實出現(xiàn)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鏈接完成之后，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，但是我們可以給它提示，幫助它來解決上面出現(xiàn)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(xiàn)在編譯的文件中，有一個標識符雖然沒有在本文件中定義，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;

順利通過編譯，鏈接。

結論1、各個文件中定義的全局變量不可以同名，編譯的時候不會有問題，連接的時候會出現(xiàn)問題。所以在編程規(guī)范中，如果是定義全局變量，最好加上文件限制區(qū)域。

結論2、引用一個外部的全局變量的時候不可以賦初值。

結論3、申明一個外部函數(shù)的時候，不需要加extern來修飾也是可以的。經(jīng)過實際例子檢驗通過，還在不同的編譯環(huán)境下調試過。

舉個例子a.c文件中有5個函數(shù)，每一個前面定義的函數(shù)都引用了后面定義的函數(shù)，因此，我們定義了一個a.h文件，存放所有a.c文件中的函數(shù)申明，編譯運行絕對沒有問題。那么運行的思路是這樣的。當?shù)谝粋€函數(shù)調用后面的函數(shù)的時候，因為a.h文件中已經(jīng)申明了函數(shù)，所以可以執(zhí)行下去，那么相對于a.h文件來說，他怎么找到a.c文件中的函數(shù)定義呢？此時在a.h文件中的函數(shù)申明可沒有使用extern來修飾。反過來，如果是b.c文件引用了a.h來調用a.c的函數(shù)。所以，當b.c文件要使用a.c中的函數(shù)時，只需要申明函數(shù)原型，而不需要加extern來修飾。亦可。

函數(shù)

結論4、在不同的文件中，不可以申明同名的函數(shù)。C語言不支持重載。

extern函數(shù)1

　　常見extern放在函數(shù)的前面成為函數(shù)聲明的一部分，那么，C語言的關鍵字extern在函數(shù)的聲明中起什么作用？

　　答案與分析：

　　如果函數(shù)的聲明中帶有關鍵字extern，僅僅是暗示這個函數(shù)可能在別的源文件里定義，沒有其它作用。即下述兩個函數(shù)聲明沒有明顯的區(qū)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”來聲明函數(shù)，在一些復雜的項目中，我比較習慣在所有的函數(shù)聲明前添加extern修飾。

　　extern 函數(shù)2

　　當函數(shù)提供方單方面修改函數(shù)原型時，如果使用方不知情繼續(xù)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?yún)?shù)，往往會造成系統(tǒng)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，不同的場合應該選擇不同的做法。

　　extern “C”

　　在C++環(huán)境下使用C函數(shù)的時候，常常會出現(xiàn)編譯器無法找到obj模塊中的C函數(shù)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++語言在編譯的時候為了解決函數(shù)的多態(tài)問題，會將函數(shù)名和參數(shù)聯(lián)合起來生成一個中間的函數(shù)名稱，而C語言則不會，因此會造成鏈接時找不到對應函數(shù)的情況，此時C函數(shù)就需要用extern “C”進行鏈接指定，這告訴編譯器，請保持我的名稱，不要給我生成用于鏈接的中間函數(shù)名。

　　下面是一個標準的寫法：

　　//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++語言的創(chuàng)建初衷是“a better C”，但是這并不意味著C++中類似C語言的全局變量和函數(shù)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(shù)。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(shù)的重載，C++對全局函數(shù)的處理方式與C有明顯的不同。

　　2.從標準頭文件說起

　　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似以下的結構？

　　#ifndef __INCvxWorksh

　　#define __INCvxWorksh

　　#ifdef __cplusplus

　　extern "C" {

　　#endif

　　#ifdef __cplusplus

　　}

　　#endif

　　#endif