C/C++中extern關鍵字詳解

1 基本解釋：extern能夠置於變量或者函數前，以標示變量或者函數的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函數時在其餘模塊中尋找其定義。此外extern也可用來進行連接指定。

      也就是說extern有兩個做用，第一個,當它與"C"一塊兒連用時，如: extern "C" void fun(int a, int b);則告訴編譯器在編譯fun這個函數名時按着C的規則去翻譯相應的函數名而不是C++的，C++的規則在翻譯這個函數名時會把fun這個名字變得面目全非，多是fun@aBc_int_int#%$也多是別的，這要看編譯器的"脾氣"了(不一樣的編譯器採用的方法不同)，爲何這麼作呢，由於C++支持函數的重載啊，在這裏不去過多的論述這個問題，若是你有興趣能夠去網上搜索，相信你能夠獲得滿意的解釋!
    第二，當extern不與"C"在一塊兒修飾變量或函數時，如在頭文件中: extern int g_Int; 它的做用就是聲明函數或全局變量的做用範圍的關鍵字，其聲明的函數和變量能夠在本模塊活其餘模塊中使用，記住它是一個聲明不是定義!也就是說B模塊(編譯單元)要是引用模塊(編譯單元)A中定義的全局變量或函數時，它只要包含A模塊的頭文件便可,在編譯階段，模塊B雖然找不到該函數或變量，但它不會報錯，它會在鏈接時從模塊A生成的目標代碼中找到此函數。

2 問題：extern 變量
　　在一個源文件裏定義了一個數組：char a[6];
　　在另一個文件裏用下列語句進行了聲明：extern char *a；
　　請問，這樣能夠嗎？ 
　　答案與分析：
　　1)、不能夠，程序運行時會告訴你非法訪問。緣由在於，指向類型T的指針並不等價於類型T的數組。extern char *a聲明的是一個指針變量而不是字符數組，所以與實際的定義不一樣，從而形成運行時非法訪問。應該將聲明改成extern char a[ ]。
　　2)、例子分析以下，若是a[] = "abcd",則外部變量a=0x61626364 (abcd的ASCII碼值)，*a顯然沒有意義
　　顯然a指向的空間（0x61626364）沒有意義，易出現非法內存訪問。
　　3)、這提示咱們，在使用extern時候要嚴格對應聲明時的格式，在實際編程中，這樣的錯誤家常便飯。
　　4)、extern用在變量聲明中經常有這樣一個做用，你在*.c文件中聲明瞭一個全局的變量，這個全局的變量若是要被引用，就放在*.h中並用extern來聲明。

3 問題：當方面修改extern 函數原型
　　當函數提供方單方面修改函數原型時，若是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。可是在運行過程當中，由於少了或者多了輸入參數，每每會照成系統錯誤，這種狀況應該如何解決？
　　答案與分析：
　　目前業界針對這種狀況的處理沒有一個很完美的方案，一般的作法是提供方在本身的xxx_pub.h中提供對外部接口的聲明，而後調用方include該頭文件，從而省去extern這一步。以免這種錯誤。
　　寶劍有雙鋒，對extern的應用，不一樣的場合應該選擇不一樣的作法。

4 問題：extern 「C」
　　在C++環境下使用C函數的時候，經常會出現編譯器沒法找到obj模塊中的C函數定義，從而致使連接失敗的狀況，應該如何解決這種狀況呢？

　　答案與分析：
　　C++語言在編譯的時候爲了解決函數的多態問題，會將函數名和參數聯合起來生成一箇中間的函數名稱，而C語言則不會，所以會形成連接時找不到對應函數的狀況，此時C函數就須要用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函數名。
　　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 /* __cplusplus */ 
　…
　…
　//.h文件結束的地方
　#ifdef __cplusplus
　#if __cplusplus
}
#endif
#endif /* __cplusplus */ 

5 問題：extern 函數聲明
　　經常見extern放在函數的前面成爲函數聲明的一部分，那麼，C語言的關鍵字extern在函數的聲明中起什麼做用？
　　答案與分析：
　　若是函數的聲明中帶有關鍵字extern，僅僅是暗示這個函數可能在別的源文件裏定義，沒有其它做用。即下述兩個函數聲明沒有明顯的區別：
extern int f(); 和int f();
　　固然，這樣的用處仍是有的，就是在程序中取代include 「*.h」來聲明函數，在一些複雜的項目中，我比較習慣在全部的函數聲明前添加extern修飾。關於這樣作的緣由和利弊可見下面的這個例子：「用extern修飾的全局變量」

    (1) 在test1.h中有下列聲明:
    #ifndef TEST1H
    #define TEST1H
    extern char g_str[]; // 聲明全局變量g_str
    void fun1();
    #endif
    (2) 在test1.cpp中
    #include "test1.h"
        char g_str[] = "123456"; // 定義全局變量g_str
        void fun1() { cout << g_str << endl; }
    (3) 以上是test1模塊， 它的編譯和鏈接均可以經過,若是咱們還有test2模塊也想使用g_str,只須要在原文件中引用就能夠了
    #include "test1.h"

     void fun2()    { cout << g_str << endl;    }
    以上test1和test2能夠同時編譯鏈接經過，若是你感興趣的話能夠用ultraEdit打開test1.obj,你能夠在裏面找到"123456"這個字符串,可是你卻不能在test2.obj裏面找到，這是由於g_str是整個工程的全局變量，在內存中只存在一份,test2.obj這個編譯單元不須要再有一份了，否則會在鏈接時報告重複定義這個錯誤!
    (4) 有些人喜歡把全局變量的聲明和定義放在一塊兒，這樣能夠防止忘記了定義，如把上面test1.h改成
    extern char g_str[] = "123456"; // 這個時候至關於沒有extern
    而後把test1.cpp中的g_str的定義去掉,這個時候再編譯鏈接test1和test2兩個模塊時，會報鏈接錯誤，這是由於你把全局變量g_str的定義放在了頭文件以後，test1.cpp這個模塊包含了test1.h因此定義了一次g_str,而test2.cpp也包含了test1.h因此再一次定義了g_str,這個時候鏈接器在鏈接test1和test2時發現兩個g_str。若是你非要把g_str的定義放在test1.h中的話，那麼就把test2的代碼中#include "test1.h"去掉 換成:
    extern char g_str[];
    void fun2()   {  cout << g_str << endl;   }
   這個時候編譯器就知道g_str是引自於外部的一個編譯模塊了，不會在本模塊中再重複定義一個出來，可是我想說這樣作很是糟糕，由於你因爲沒法在test2.cpp中使用#include "test1.h",那麼test1.h中聲明的其餘函數你也沒法使用了，除非也用都用extern修飾，這樣的話你光聲明的函數就要一大串，並且頭文件的做用就是要給外部提供接口使用的，因此 請記住， 只在頭文件中作聲明，真理老是這麼簡單。

6. extern 和 static

 (1) extern 代表該變量在別的地方已經定義過了,在這裏要使用那個變量.
 (2) static 表示靜態的變量，分配內存的時候, 存儲在靜態區,不存儲在棧上面.

    static 做用範圍是內部鏈接的關係, 和extern有點相反.它和對象自己是分開存儲的,extern也是分開存儲的,可是extern能夠被其餘的對象用extern 引用,而static 不能夠,只容許對象自己用它. 具體差異首先，static與extern是一對「水火不容」的傢伙，也就是說extern和static不能同時修飾一個變量；其次，static修飾的全局變量聲明與定義同時進行，也就是說當你在頭文件中使用static聲明瞭全局變量後，它也同時被定義了；最後，static修飾全局變量的做用域只能是自己的編譯單元，也就是說它的「全局」只對本編譯單元有效，其餘編譯單元則看不到它,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;  }
    以上兩個編譯單元能夠鏈接成功, 當你打開test1.obj時，你能夠在它裏面找到字符串"123456",同時你也能夠在test2.obj中找到它們，它們之因此能夠鏈接成功而沒有報重複定義的錯誤是由於雖然它們有相同的內容，可是存儲的物理地址並不同，就像是兩個不一樣變量賦了相同的值同樣，而這兩個變量分別做用於它們各自的編譯單元。 也許你比較較真，本身偷偷的跟蹤調試上面的代碼,結果你發現兩個編譯單元（test1,test2）的g_str的內存地址相同，因而你下結論static修飾的變量也能夠做用於其餘模塊，可是我要告訴你，那是你的編譯器在欺騙你，大多數編譯器都對代碼都有優化功能，以達到生成的目標程序更節省內存，執行效率更高，當編譯器在鏈接各個編譯單元的時候，它會把相同內容的內存只拷貝一份，好比上面的"123456", 位於兩個編譯單元中的變量都是一樣的內容，那麼在鏈接的時候它在內存中就只會存在一份了，若是你把上面的代碼改爲下面的樣子，你立刻就能夠拆穿編譯器的謊話:
    (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
    }
    這個時候你在跟蹤代碼時，就會發現兩個編譯單元中的g_str地址並不相同，由於你在一處修改了它，因此編譯器被強行的恢復內存的原貌，在內存中存在了兩份拷貝給兩個模塊中的變量使用。正是由於static有以上的特性，因此通常定義static全局變量時，都把它放在原文件中而不是頭文件，這樣就不會給其餘模塊形成沒必要要的信息污染，一樣記住這個原則吧！

7. extern 和const

   C++中const修飾的全局常量據有跟static相同的特性，即它們只能做用於本編譯模塊中，可是const能夠與extern連用來聲明該常量能夠做用於其餘編譯模塊中, 如extern const char g_str[];
    而後在原文件中別忘了定義:     const char g_str[] = "123456"; 

    因此當const單獨使用時它就與static相同，而當與extern一塊兒合做的時候，它的特性就跟extern的同樣了！因此對const我沒有什麼能夠過多的描述，我只是想提醒你，const char* g_str = "123456" 與 const char g_str[] ="123465"是不一樣的， 前面那個const 修飾的是char *而不是g_str,它的g_str並非常量，它被看作是一個定義了的全局變量（能夠被其餘編譯單元使用）， 因此若是你像讓char*g_str遵照const的全局常量的規則，最好這麼定義const char* const g_str="123456".