112-对C语言中extern用法的分析

extern

在C语言中,修饰符extern用在变量或者函数的声明前,用来说明“此变量/函数是在别处定义的,要在此处引用”。另外,extern也可用来进行链接指定。

1.extern修饰变量的声明。
举例来说,如果文件a.c需要引用b.c中变量int p,就可以在a.c中声明extern int p,然后就可以引用变量p。能够被其他模块以extern修饰符引用到的变量通常是全局变量。还有很重要的一点是,extern int p可以放在a.c中的任何地方,比如你可以在a.c中的函数fun定义的开头处声明extern int p,然后就可以引用到变量p了,只不过这样只能在函数fun作用域中引用p

2. extern修饰函数声明。
从本质上来讲,变量和函数没有区别。函数名是指向函数二进制块开头处的指针。如果文件a.c需要引用b.c中的函数,比如在b.c中原型是int fun(int m),那么就可以在a.c中声明extern int fun(int m),然后就能使用fun来做任何事情。就像变量的声明一样,extern int fun(int m)可以放在a.c中任何地方,而不一定非要放在a.c的文件作用域的范围中。对其他模块中函数的引用,最常用的方法是包含这些函数声明的头文件。

使用extern和包含头文件来引用函数有什么区别呢?
extern的引用方式比包含头文件要简洁得多!extern的使用方法是直接了当的,想引用哪个函数就用extern声明哪个函数。这样做的一个明显的好处是,会加速程序的预处理的过程,节省时间。在大型C程序编译过程中,这种差异是非常明显的。

常见问题

问题1 在一个源文件里定义了一个数组:char a[6];在另外一个文件里用下列语句进行了声明:extern char *a;请问,这样可以吗?

不可以,程序运行时会告诉你非法访问。原因在于,指向类型T的指针并不等价于类型T的数组。extern char a声明的是一个指针变量而不是字符数组,因此与实际的定义不同,从而造成运行时非法访问。应该将声明改为extern char a[ ]。
例子分析如下,如果a[] = “abcd”,则外部变量a=0x61626364 (abcd的ASCII码值),a显然没有意义显然a指向的空间(0x61626364)没有意义,易出现非法内存访问。
这提示我们,在使用extern时候要严格对应声明时的格式,在实际编程中,这样的错误屡见不鲜。
extern用在变量声明中常常有这样一个作用,你在
.c文件中声明了一个全局的变量,这个全局的变量如果要被引用,就放在
.h中并用extern来声明。

问题2当函数提供方单方面修改函数原型时,如果使用方不知情继续沿用原来的extern申明,这样编译时编译器不会报错。但是在运行过程中,因为少了或者多了输入参数,往往会照成系统错误,这种情况应该如何解决?

提供方在自己的xxx_pub.h中提供对外部接口的声明,然后调用方include该头文件,从而省去extern这一步。以避免这种错误。

问题3常常见extern放在函数的前面成为函数声明的一部分,那么,C语言的关键字extern在函数的声明中起什么作用?

如果函数的声明中带有关键字extern,仅仅是暗示这个函数可能在别的源文件里定义,没有其它作用。即下述两个函数声明没有明显的区别:
extern int f(); 和int f();
  当然,这样的用处还是有的,就是在程序中取代include “*.h”来声明函数,在一些复杂的项目中,我比较习惯在所有的函数声明前添加extern修饰。

问题4 在C++环境下使用C函数的时候,常常会出现编译器无法找到obj模块中的C函数定义,从而导致链接失败的情况,应该如何解决这种情况呢?

C++语言在编译的时候为了解决函数的多态问题,会将函数名和参数联合起来生成一个中间的函数名称,而C语言则不会,因此会造成链接时找不到对应函数的情况,此时C函数就需要用extern “C”进行链接指定,这告诉编译器,请保持我的名称,不要给我生成用于链接的中间函数名。

#ifdef __cplusplus
#if __cplusplus
extern "C"{
    
    
 #endif
 #endif /* __cplusplus */ 
	 …
		  …
		   //.h文件结束的地方
 #ifdef __cplusplus
 #if __cplusplus
}
#endif
#endif /* __cplusplus */ 

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