分类: C/C++
2012-06-14 10:35:36
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”。
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 v,就可以在a.c中声明extern int v,然后就可以引用变量v。这里需要注意的是,被引用的变量v的链接属性必须是外链接(external)的,也就是说a.c要引用到v,不只是取决于在a.c中声明extern int v,还取决于变量v本身是能够被引用到的。这涉及到c语言的另外一个话题--变量的作用域。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 v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 v,然后就可以引用到变量v了,只不过这样只能在函数fun作用域中引用v罢了,这还是变量作用域的问题。对于这一点来说,很多人使用的时候都心存顾虑。好像extern声明只能用于文件作用域似的。
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 mu),那么就可以在a.c中声明extern int fun(int mu),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 mu)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。这大概是KISS原则的一种体现吧!这样做的一个明显的好处是,会加速程序的编译(确切的说是预处理)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。
3. 此外,extern修饰符可用于指示C或者C++函数的调用规范。比如在C++中调用C库函数,就需要在C++程序中用extern “C”声明要引用的函数。这是给链接器用的,告诉链接器在链接的时候用C函数规范来链接。主要原因是C++和C程序编译完成后在目标代码中命名规则不同。
二:了解了上面的基本原理,下面深入一下。如下:
作者:华清远见武汉华嵌 技术支持 曹伟东
内容清单:
1. 用extern声明外部变量
(1)在一个文件内声明的外部变量
(2)在多个文件中声明外部变量
(3)在多个文件中声明外部结构体变量
2. 用extern声明外部函数
3. 总结
1. 用extern声明外部变量
定义:外部变量是指在函数或者文件外部定义的全局变量。外部变量定义必须在所有的函数之外,且只能定义一次。
(1) 在一个文件内声明的外部变量
作用域:如果在变量定义之前要使用该变量,则在用之前加extern声明变量,作用域扩展到从声明开始,到本文件结束。
例子:
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其中,用extern声明外部变量时,类型名可以省略。例如,“extern int X;”,可以改写成“extern X;”。
小结:这种用方法简单,实用性不大。
(2) 在多个文件中声明外部变量
作用域:如果整个工程由多个文件组成,在一个文件中想引用另外一个文件中已经定义的外部变量时,则只需在引用变量的文件中用extern关键字加以声明即可。可见,其作用域从一个文件扩展到多个文件了。
例子:
文件a.c的内容:
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文件b.c的内容:
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利用gcc工具编译gcc a.c b.c –o demo,再运行./demo,结果为2^10 = 1024。其中,在a.c文件中定义BASE=2,在b.c中引用BASE时,需要用extern关键字声明其为外部变量,否则编译会找不到该变量。
小结:对于多个文件的工程,可以采用这种方法来操作。实际工程中,对于模块化的程序文件,在其文件中可以预先留好外部变量的接口,也就是只采用extern声明变量,不定义变量,也通常在模块程序的头文件中声明,在使用该模块时,只需要在使用时定义一下即可,如上述b.c文件,做好相应的函数接口,留好需要改变BASE值的声明,在需要使用该模块时,只需要在调用的文件中定义具体的值即可。
引用外部变量和通过函数形参值传递变量的区别:用extern引用外部变量,可以在引用的模块内修改其值,而形参值传递的变量则不能修改其值,除非是地址传递。
因此,如果多个文件同时对需要应用的的变量进行同时操作,可能会修改该变量,类似于形参的地址传递,从而影响其他模块的使用,因此,要慎重使用。
(3) 在多个文件中声明外部结构体变量
前面一节中,只是适合一般变量的外部声明,但是对于声明外部结构体变量时,则有些不同,需要加以注意。
例子:
文件a.c的内容:
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文件b.h的内容:
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文件b.c的内容:
点击(此处)折叠或打开
文件c.h的内容:
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文件c.c的内容:
点击(此处)折叠或打开
利用gcc工具编译gcc a.c b.c c.c–o demo,再运行./demo,结果为
first point : (1,2,3)
second point : (10,9,8)
the vector is (9,8,5)
小结:在a.c文件中定义全局变量A_class local_post结构体,并且调用b.c中的接口函数A_class fun(int x,int y,int z)和c.c中int print(char *str,A_class post),在b.h中声明外部结构体变量local_post,同时,需要对其类型A_class进行实现,在b.h文件中,如果屏蔽掉A_class的实现,而在b.h以外的文件中实现,此时编译时就会出错,由于c.c文件中用到A_class定义的类型,所以需要在该文件中包含b.h。
这里需要说明的是,如果调用外部结构体等多层结构体变量时,需要对这种变量进行实现,使用时,加上模块的头文件即可,否则会报错。
实际工程中,模块化程序文件,一般提供一个.c和一个.h文件,其中.h文件被.c文件调用,.h文件中实现。
2. 用extern声明外部函数
a.定义函数时,在函数返回值类型前面加上extern关键字,表示此函数时外部函数,可供其他文件调用,如extern int func (int x,int y),C语言规定,此时extern可以省略,隐形为外部函数。
b. 调用此函数时,需要用extern对函数作出声明。
作用域:使用extern声明能够在一个文件中调用其他文件的函数,即把被调用函数的作用域扩展到本文件。C语言中规定,声明时可以省略extern。
例子:
文件a.c的内容:
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文件b.h的内容:
点击(此处)折叠或打开
文件b.c的内容:
点击(此处)折叠或打开
利用gcc工具编译gcc a.c b.c –o demo,再运行./demo,结果为
x = 10,y = 5
x + y = 15
x - y = 5
x * y = 50
x / y = 2。
小结:由上面简单的例子可以看出,在b.h文件中声明好b.c的函数,使用时,只需要在a.c中包含#include “b.h”头文件即可,这样就可以使用b.c的接口函数了,在实际工程中,通常也是采用这种方式,.c文件中实现函数,.h文件中声明函数借口,需要调用.c文件的函数接口时,只需包含.h头文件即可。
3. 总结
在实际工程中,有两种情况比较多。一是利用extern只声明外部函数,不需要传递需要外部声明的变量,一个模块化接口文件对应一个声明接口的头文件,需要调用接口函数时,只需要包含其头文件。二是利用用extern声
明外部函数,同时声明需要传递的外部变量,做法和第一种情况一样,声明都放在头文件中,但是,模块文件也需要包含该头文件。另外,如果结构体等比较复杂的
变量,则需要包含其定义的头文件。另外,定义的外部变量属于全局变量,其存储方式为静态存储,生存周期为整个程序的生存周期。