extern 頭文件 定義&聲明

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用#include能夠包含其餘頭文件中變量、函數的聲明，爲何還要extern關鍵字？

       若是我想引用一個全局變量或函數a，我只要直接在源文件中包含#include<xxx.h> (xxx.h包含了a的聲明)不就能夠了麼，爲何還要用extern呢？？

       這個問題一直也是似是而非的困擾着我許久，通過實踐和查找資料，有以下總結：

1、頭文件

        首先說下頭文件，其實頭文件對計算機而言沒什麼做用，她只是在預編譯時在#include的地方展開一下，沒別的意義了，其實頭文件主要是給別人看的。

        我作過一個實驗，將頭文件的後綴改爲xxx.txt，而後在引用該頭文件的地方用

　　 #include"xxx.txt"

        編譯，連接都很順利的過去了，由此可知，頭文件僅僅爲閱讀代碼做用，沒其餘的做用了！

        無論是C仍是C++，你把你的函數，變量或者結構體，類啥的放在你的.c或者.cpp文件裏。而後編譯成lib,dll,obj,.o等等，而後別人用的 時候，最基本的gcc hisfile.cpp yourfile.o|obj|dll|lib 等等。
        但對於咱們程序員而言，他們怎麼知道你的lib,dll...裏面到底有什麼東西？要看你的頭文件。你的頭文件就是對用戶的說明。函數，參數，各類各樣的接口的說明。
        那既然是說明，那麼頭文件裏面放的天然就是關於函數，變量，類的「聲明」(對函數來講，也叫函數原型)了。記着，是「聲明」，不是「定義」。

      聲明和定義的區別。

　　　　變量的聲明有兩種狀況：

　　　　一、一種是須要創建存儲空間的。例如：int a 在聲明的時候就已經創建了存儲空間。

　　　　二、另外一種是不須要創建存儲空間的。 例如：extern int a 其中變量a是在別的文件中定義的。

　　　　聲明是向編譯器介紹名字－－標識符。它告訴編譯器「這個函數或變量在某處可找到，它的模樣象什麼」。

　　　　而定義是說：「在這裏創建變量」或「在這裏創建函數」。它爲名字分配存儲空間。不管定義的是函數仍是變量，編譯器都要爲它們在定義點分配存儲空間。 對於變量，編譯器肯定變量的大小，而後在內存中開闢空間來保存其數據，對於函數，編譯器會生成代碼，這些代碼最終也要佔用必定的內存。

　　　　總之就是：把創建空間的聲明成爲「定義」，把不須要創建存儲空間的成爲「聲明」。

　　　　基本類型變量的聲明和定義（初始化）是同時產生的；而對於對象來講，聲明和定義是分開的。

　　　　例如：類A

　　　　若是A a;就是一個聲明，告訴編譯器a是A類的一個對象變量，可是不進行初始化；

　　　　若是之後a=new A();這就是初始化，分配了空間。

　　　　（咱們聲明的最終目的是爲了提早使用，即在定義以前使用，若是不須要提早使用就沒有單獨聲明的必要，變量是如此，函數也是如此，因此聲明不會分配存儲空間，只有定義時纔會分配存儲空間。）

　　　　用static來聲明一個變量的做用有二：

　　　　(1)對於局部變量用static聲明，則是爲該變量分配的空間在整個程序的執行期內都始終存在。

　　　　(2)外部變量用static來聲明，則該變量的做用只限於本文件模塊。


　　　　補充：

　　　　什麼是定義？什麼是聲明？它們之間的區別是什麼？

　　　　所謂定義就是（編譯器）建立一個對象，爲這個對象分配一塊內存，並給它取上一個名字，這個名字就是就是咱們常常所說的變量名或對象名。

　　　　聲明有2重含義：

　　　　（1） 告訴編譯器，這個名字已經匹配到一塊內存上，下面的代碼用到變量或者對象是在別的地方定義的。聲明能夠出現屢次。

　　　　（2） 告訴編譯器，這個名字已經被預約了，別的地方不再能用它來做爲變量名或對象名。

　　　　定義和聲明的最重要區別就是：

　　　　定義建立對象併爲這個對象分配了內存，聲明沒有分配內存。

 

 

因此，最好不要傻嘻嘻的在頭文件裏定義什麼東西。好比全局變量：
　　/*xx頭文件*/
　　#ifndef _XX_頭文件.H
　　#define _XX_頭文件.H
　　int A;
　　#endif

        那麼，很糟糕的是，這裏的int A是個全局變量的定義，因此若是這個頭文件被屢次引用的話，你的A會被重複定義，顯然語法上錯了。只不過有了這個#ifndef的條件編譯，因此能保證你的頭文件只被引用一次，不過也許仍是不會出岔子，但若多個c文件包含這個頭文件時仍是會出錯的，由於宏名有效範圍僅限於本c源文件，因此在這多個c文件編譯時是不會出錯的，但在連接時就會報錯，說你多處定義了同一個變量，

　　Linking...
　　incl2.obj : error LNK2005: "int glb" (?glb@@3HA) already defined in incl1.obj
　　Debug/incl.exe : fatal error LNK1169: one or more multiply defined symbols found

　　注意！！！

2、extern

        這個關鍵字真的比較可惡，在定義變量的時候，這個extern竟然能夠被省略(定義時，默認均省略)；在聲明變量的時候，這個extern必須添加在變量前，因此有時會讓你搞不清楚究竟是聲明仍是定義。或者說，變量前有extern不必定就是聲明，而變量前無extern就只能是定義。注：定義要爲變量分配內存空間；而聲明不須要爲變量分配內存空間。

     下面分變量和函數兩類來講：

（1）變量

　　尤爲是對於變量來講。
　　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 並給初值。
　　int a =0;//定義一個全局變量a,並給初值，

       第四個 等於 第 三個，都是定義一個能夠被外部使用的全局變量，並給初值。
       糊塗了吧，他們看上去可真像。可是定義只能出如今一處。也就是說，無論是int a；仍是extern int a=0；仍是int a=0;都只能出現一次，而那個extern int a能夠出現不少次。

       當你要引用一個全局變量的時候，你就必需要聲明，extern int a; 這時候extern不能省略，由於省略了，就變成int a;這是一個定義，不是聲明。注：extern int a; 中類型int可省略，即extern a; 但其餘類型則不能省略。

 

（2）函數
       函數，對於函數也同樣，也是定義和聲明，定義的時候用extern，說明這個函數是能夠被外部引用的，聲明的時候用extern說明這是一個聲明。 但因爲函數的定義和聲明是有區別的，定義函數要有函數體，聲明函數沒有函數體(還有以分號結尾)，因此函數定義和聲明時均可以將extern省略掉，反正其餘文件也是知道這個函數是在其餘地方定義的，因此不加extern也行。二者如此不一樣，因此省略了extern也不會有問題。
　　 好比：
　　/*某cpp文件*/
　　int fun(void)
　　{
   　　   return 0;
　　}

　　很好，咱們定義了一個全局函數
　　/*另外一cpp文件*/
　　int fun(void);
　　咱們對它作了個聲明，而後後面就能夠用了
　　加不加extern都同樣
　　咱們也能夠把對fun的聲明 放在一個頭文件裏，最後變成這樣
　　/*fun.h*/
　　int fun(void);   //函數聲明，因此省略了extern，完整些是extern int fun(void);
　　/*對應的fun.cpp文件*/
　　int fun(void)
　　{
　　     return 0;
　　}//一個完整的全局函數定義，由於有函數體，extern一樣被省略了。
       而後，一個客戶，一個要使用你的fun的客戶，把這個頭文件包含進去，ok，一個全局的聲明。沒有問題。
可是，對應的，若是是這個客戶要使用全局變量，那麼要extern 某某變量；否則就成了定義了。

        總結：

        對變量而 言，若是你想在本源文件(例如文件名A)中使用另外一個源文件(例如文件名B)的變量，方法有2種：(1)在A文件中必須用extern聲明在B文件中定義 的變量(固然是全局變量)；(2)在A文件中添加B文件對應的頭文件，固然這個頭文件包含B文件中的變量聲明，也即在這個頭文件中必須用extern聲明 該變量，不然，該變量又被定義一次。

       對函數而 言，若是你想在本源文件(例如文件名A)中使用另外一個源文件(例如文件名B)的函數，方法有2種：(1)在A文件中用extern聲明在B文件中定義的函 數(其實，也可省略extern，只需在A文件中出現B文件定義函數原型便可)；(2)在A文件中添加B文件對應的頭文件，固然這個頭文件包含B文件中的 函數原型，在頭文件中函數能夠不用加extern。

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       對上述總結換一種說法：

         (a)對於一個文件中調用另外一個文件的全局變量，由於全局變量通常定義在原文件.c中，咱們不能用#include包含源文件而只能包含頭文件，因此經常使用的方法是用extern  int a來聲明外部變量。   另一種方法是能夠是在a.c文件中定義了全局變量int global_num ，能夠在對應的a.h頭文件中寫extern int global_num ，這樣其餘源文件能夠經過include a.h來聲明她是外部變量就能夠了。

      （b）還有變量和函數的不一樣舉例

          int fun(); 和 extern int fun(); 都是聲明(定義要有實現體)。  用extern int  fun()只是更明確指明是聲明而已。

         而 int a;   是定義      

               extern int a; 是聲明。

 

(3)此外，extern修飾符可用於C＋＋程序中調用c函數的規範問題。

 好比在C＋＋中調用C庫函數，就須要在C＋＋程序中用extern 「C」聲明要引用的函數。這是給連接器用的，告訴連接器在連接的時候用C函數規範來連接。主要緣由是C＋＋和C程序編譯完成後在目標代碼中命名規則不一樣。

C＋＋語言在編譯的時候爲了解決的多態問題，會將名和參數聯合起來生成一箇中間的名稱，而c語言則不會，所以會形成連接時找不到對應的狀況，此時C就須要用extern 「C」進行連接指定，這告訴編譯器，請保持個人名稱，不要給我生成用於連接的中間名。

 

3、extern和頭文件的聯繫
        這種聯繫也解決了最初提出的2個問題：

　　(a)用#include能夠包含其餘頭文件中變量、函數的聲明，爲何還要extern關鍵字？

       (b)若是我想引用一個全局變量或函數a，我只要直接在源文件中包含#include<xxx.h> (xxx.h包含了a的聲明)不就能夠了麼，爲何還要用extern呢？？

         答 案：若是一個文件(假設文件名A)要大量引用另外一個文件(假設文件名B)中定義的變量或函數，則使用頭文件效率更高，程序結構也更規範。其餘文件(例如文 件名C、D等)要引用文件名B中定義的變量或函數，則只需用#include包含文件B對應的頭文件(固然，這個頭文件只有對變量或函數的聲明，毫不能有 定義)便可。

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       那是一個被遺忘的年代，那時，編譯器只認識.c(或.cpp)文件，而不知道.h是何物的年代。       那時的人們寫了不少的.c(或.cpp)文件，漸漸地，人們發如今不少.c(或.cpp)文件中的聲明變量或函數原型是相同的，但他們卻不得不一個字一個 字地重複地將這些內容敲入每一個.c(或.cpp)文件。但更爲恐怖的是，當其中一個聲明有變動時，就須要檢查全部的.c(或.cpp)文件，並修改其中的 聲明，啊~，簡直是世界末日降臨!       終於，有人（或許是一些人）再不能忍受這樣的折磨，他（們）將重複的部分提取出來，放在一個新文件裏，而後在須要的.c(或.cpp)文件中敲 入#include   XXXX這樣的語句。這樣即便某個聲明發生了變動，也再不須要處處尋找與修改了---世界仍是那麼美好！       由於這個新文件，常常被放在.c(或.cpp)文件的頭部，因此就給它起名叫作「頭文件」，擴展名是.h.       今後，編譯器（實際上是其中預處理器）就知道世上除了.c(或.cpp)文件，還有個.h的文件，以及一個叫作#include命令。