extern的使用详解（多文件编程）——C语言

extern——关键字

extern是C语言中的一个关键字，一般用在变量名前或函数名前，作用是用来说明“此变量/函数是在别处定义的，要在此处引用”，extern这个关键字大部分读者应该是在变量的存储类型这一类的内容中

遇到的，下面先分析C语言不同的存储类型

 

在C语言中变量和函数有数据类型和存储类型两个属性，因此变量定义的一般形式为：存储类型 数据类型 变量名表；

C语言提供了一下几种不同的存储类型：

（1）  自动变量（auto）

（2）  静态变量（static）

（3）  外部变量（extern）

（4）  寄存器变量（register）

（上面的auto、static、extern、register都是C语言的关键字），这里只分析extern关键字的使用

外部变量（全局变量）extern----全局静态存储区

标准定义格式：extern 类型名 变量名；

如果在所有函数之外定义的变量没有指定其存储类别，那么它就是一个外部变量，它的作用域是从它的定义点到本文件的末尾（在单个源文件中的确是这样，如果有多个源文件，全局变量的作用范围不是从变量定义处到该文件结尾，而是在其他文件中也有效），但是如果要在定义点之前或者其他文件中使用它，那么就需要使用关键字extern对其进行声明（注意不是定义，编译器并不为其分配内存）

 

Tips:

定义：表示创建变量或分配存储单元

声明：说明变量的性质，但并不分配存储单元

extern int i; //是声明，不是定义，没有分配内存
int i; //是定义

如果在声明的时候给变量赋值，那么就和去掉extern直接定义变量赋值是等价的

extern int a = 10;//尽量不要写这种定义方式
int a = 10;//上述两条语句等价

 

（注意上面的不同语句对声明和定义的区分，对源文件中的局部变量来说是成立的（也就是.c文件），而对于源文件中的全局变量（外部变量）int a和在头文件中的int a就不能用上面的语句来解释声明和定义的区别）

 

补充：定义和声明的一个小坑，对于int a;来说，在源文件中，如果是全局变量的话就是声明，如果是局部变量的话就是定义

全局变量：

文章前面提到过一句话：如果在所有函数之外定义的变量没有指定其存储类别，那么它就是一个外部变量，意思就是这里的int a;等价于extern int a;相当于声明，声明是可以多次的

 

局部变量：

 

文章中只提到了extern（外部变量），这里补充下auto（自动变量），由于auto（自动变量）极为常用，所以C语言把它设计成缺省的存储类型，即auto 可以省略不写，在main函数内部的变量int a也是局部变量，

相当于auto int a;相当于定义，定义只能一次

 

谨记：声明可以多次，定义只能一次

外部变量保存在静态存储区内，在程序运行期间分配固定的存储单元，其生存期是整个程序的运行期，没有显式初始化的外部变量由编译程序自动初始化为0（extern说明符来扩展全局变量的作用域，

可以将全局变量的作用域扩展到其他文件，但不能限制全局变量的作用域）

 

extern作用于函数名和变量名时的区别：

读者应该会发现，函数声明时并没有使用 extern 关键字，这是因为，函数的定义有函数体，函数的声明没有函数体，编译器很容易区分定义和声明，所以对于函数声明来说，有没有extern 都是一样的

但是作用于变量名时extern关键字就不是可有可无的了,全局变量在外部使用声明时，extern关键词是必须的，如果变量无extern修饰且没有显式的初始化，就成为了变量的定义，因此此时必须加extern，

（全局变量在不指定初值时会自动初始化为0）

 

多文件编程

C语言代码是由上到下依次执行的，不管是变量还是函数，原则上都要先定义再使用，否则就会报错。但在实际开发中，经常会在函数或变量定义之前就使用它们，这个时候就需要提前声明（extern）

头文件中包含的都是函数声明，而不是函数定义

最好不要在头文件中定义变量，例如全局变量

这里的int a是个全局变量的定义，所以如果这个头文件被多次引用的话，a会被重复定义，这显然是不允许的，下面举一个简单多文件编程的例子

 

 

从上面的四张图可以看出，一共用了3个文件，两个c文件（源文件）一个h文件（头文件），我在my.c中写了一个函数名为Max的函数，在头文件中声明了这个Max函数，在有main的这个test1.c这个

源文件中用#include "my.h"包含了这个头文件，然后在函数中就可以直接使用Max函数了（注意头文件中只是声明，没有定义，而且不建议在头文件中定义函数，会引起很多不必要的麻烦）

 

在《高质量C/C++编程指南》一书中，对此也有说明：

【建议1-2-1】头文件中只存放“声明”，而不存放“定义”。

在C++语法中，类的成员函数可以在声明的同时被定义，并且自动成为内联函数。这虽然会带来书写上的方便，但却造成了风格不一致，弊大于利。建议将成员函数的定义分开，不论该函数体有多么小。

【建议1-2-2】不提倡使用全局变量，尽量不要在头文件中出现现象 extern int value 这类声明。

作者：奄奄不息 
原文：https://blog.csdn.net/qq_41209741/article/details/84108962 

 

问题一：如果在my.c这个文件中定义了一个全局变量，想要在main函数中使用，该怎么做呢？

方法一：在含有main函数的源文件test1.c中加extern声明

运行结果：

 

方法二：在头文件中my.h中对my.c中的全局变量进行声明，再在test1.c中include头文件my.h

运行结果：

 

防止C语言头文件被重复包含

头文件包含命令 #include 的效果与直接复制粘贴头文件内容的效果是一样的，预处理器实际上也是这样做的，它会读取头文件的内容，然后输出到 #include 命令所在的位置,头文件包含是一个

递归（循环）的过程，如果被包含的头文件中还包含了其他的头文件，预处理器会继续将它们也包含进来；这个过程会一直持续下去，直到不再包含任何头文件，这与递归的过程颇为相似，

递归包含会导致一个问题，就是重复引入同一个头文件，重复引入同一头文件有什么问题呢，当你在头文件中定义变量或者函数时（注意是定义不是声明，多次声明是没有问题的）多次引入头文件就会报“变量被多次定义”的错误

下面来还原这种错误：

 

 

上面一共使用了3个头文件k1.h、k2.h、my.h在k1.h和k2.h中都包含了my.h，而且在my.h中有一个全局变量int k = 10，在test1.c中包含了上述三个头文件

编译结果

 

 

解决方法：

方法一：使用条件编译#ifndef（如果读者对条件编译不了解，可以先看一下这一篇随笔预处理命令使用详解----#if、#endif、#undef、#ifdef、#else、#elif）

 

解释一下上面的条件编译语句，如果_MY_H这个宏名没有被定义，那么定义_MY_H这个宏名，并且定义全局变量int k = 10，这样做就避免了头文件的重复包含引起的，变量或函数的重复定义问题

我们可以在stdio.h这个“标准输入\输出头文件”中看到类似的用法

格式就像下面这个样子：

#ifndef _INC_STDIO
#define _INC_STDIO
/* 头文件内容 */
#endif

这种宏保护方案使得程序员可以“任性”地引入当前模块需要的所有头文件，不用操心这些头文件中是否包含了其他的头文件

但也不是没有缺点

#ifndef的方式依赖于宏名不能冲突，这不光可以保证同一个文件不会被包含多次，也能保证内容完全相同的两个文件不会被不小心同时包含

缺点就是如果不同头文件的宏名不小心“撞车”，可能就会导致头文件明明存在，编译器却硬说找不到声明的状况

 

方法二：使用#pragma once

#pramgma once是微软编译器独有的，也是后来才有的，所以知道的人并不是很多，用的人也不是很多，因为他不支持跨平台。如果你想写跨平台的代码，最好使用条件编译,如果想使用#pragma once，

只需在头文件开头加上#pragma once即可

 

#pragma带来的好处是：你不必再费劲想个宏名了，当然也就不会出现宏名碰撞引发的奇怪问题，坏处也有，#pragma once是由编译器提供保证：同一个文件不会被包含多次。注意这里所说的“同一个文件”是指物理上的一个文件，而不是指内容相同的两个文件，如果某个头文件有多份拷贝，这个方法就不能保证他们不被重复包含。当然，相比宏名碰撞引发的“找不到声明”的问题，重复包含更容易被发现并修正

 

总结：1.#ifndef 由语言支持所以移植性好

　　  2.#pragma 可以避免名字冲突