extern使用方法总结
Extern的问题在于不知道这个关键词出现的时候到底是声明还是定义。
谨记:声明可以多次,定义只能一次。
函数的声明extern关键词是可有可无的,因为函数本身不加修饰的话就是extern的。但是引用的时候一样是需要声明的。
而全局变量在外部使用声明时(注意只有全局变量才能在外部使用),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,同样成为变量的定义,因此此时必须加extern,而编译器在此标记存储空间在执行时加载如内存并初始化为0。而局部变量的声明不能有extern的修饰,且局部变量在运行时才在堆栈部分分配内存。
全局变量或函数本质上讲没有区别,函数名是指向函数二进制块开头处的指针。而全局变量是在函数外部声明的变量。函数名也在函数外,因此函数也是全局的。
在使用中,要形成一种风格。
头文件
首先说下头文件,其实头文件对计算机而言没什么作用,她只是在预编译时在#include的地方展开一下,没别的意义了,其实头文件主要是给别人看的。
我做过一个实验,将头文件的后缀改成xxx.txt,然后在引用该头文件的地方用
#include"xxx.txt"
编译,链接都很顺利的过去了,由此可知,头文件仅仅为阅读代码作用,没其他的作用了!
不管是C还是C++,你把你的函数,变量或者结构体,类啥的放在你的.c或者.cpp文件里。然后编译成lib,dll,obj,.o等等,然后别人用的时候最基本的gcc hisfile.cpp yourfile.o|obj|dll|lib 等等。
但对于我们程序员而言,他们怎么知道你的lib,dll...里面到底有什么东西?要看你的头文件。你的头文件就是对用户的说明。函数,参数,各种各样的接口的说明。
那既然是说明,那么头文件里面放的自然就是关于函数,变量,类的“声明”了。记着,是“声明”,不是“定义”。
那么,我假设大家知道声明和定义的区别。所以,最好不要傻嘻嘻的在头文件里定义什么东西。比如全局变量:
#ifndef _XX_头文件.H
#define _XX_头文件.H
int A;
#endif
那么,很糟糕的是,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,你的A会被重复定义,显然语法上错了。只不过有了这个#ifndef的条件编译,所以能保证你的头文件只被引用一次,不过也许还是会岔子,但若多个c文件包含这个头文件时还是会出错的,因为宏名有效范围仅限于本c源文件,所以在这多个c文件编译时是不会出错的,但在链接时就会报错,说你多处定义了同一个变量,
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!!!
extern
这个关键字真的比较可恶,在声明的时候,这个extern居然可以被省略,所以会让你搞不清楚到底是声明还是定义,下面分变量和函数两类来说:
(1)变量
尤其是对于变量来说。
extern int a;//声明一个全局变量a
int a; //定义一个全局变量a
extern
int a =0 ;//定义一个全局变量a 并给初值。
int
a =0;//定义一个全局变量a,并给初值,
第四个 等于 第 三个,都是定义一个可以被外部使用的全局变量,并给初值。
糊涂了吧,他们看上去可真像。但是定义只能出现在一处。也就是说,不管是int a;还是extern int a=0;还是int a=0;都只能出现一次,而那个extern int a可以出现很多次。
当你要引用一个全局变量的时候,你就要声明,extern int a;这时候extern不能省略,因为省略了,就变成int a;这是一个定义,不是声明。
(2)函数
函数,函数,对于函数也一样,也是定义和声明,定义的时候用extern,说明这个函数是可以被外部引用的,声明的时候用extern说明这是一个声明。 但由于函数的定义和声明是有区别的,定义函数要有函数体,声明函数没有函数体,所以函数定义和声明时都可以将extern省略掉,反正其他文件也是知道这个函数是在其他地方定义的,所以不加extern也行。两者如此不同,所以省略了extern也不会有问题。
比如:
int fun(void)
{
return 0;
}
很好,我们定义了一个全局函数
int fun(void);
我们对它做了个声明,然后后面就可以用了
加不加extern都一样
我们也可以把对fun的声明放在一个头文件里,最后变成这样
int fun(void);//函数声明,所以省略了extern,完整些是extern int fun(void);
int fun(void)
{
return 0;
}//一个完整的全局函数定义,因为有函数体,extern同样被省略了。
然后,一个客户,一个要使用你的fun的客户,把这个头文件包含进去,ok,一个全局的声明。没有问题。
但是,对应的,如果是这个客户要使用全局变量,那么要extern 某某变量;不然就成了定义了。
总结下:
对变量而言,如果你想在本源文件中使用另一个源文件的变量(注意:此时这个变量应该是全局变量,定义它的位置是在所有函数之外),就需要在使用前用extern声明该变量,或者在头文件中用extern声明该变量;
对函数而言,如果你想在本源文件中使用另一个源文件的函数(注意:此时这个函数应该是全局函数,定义它的位置是在所有函数之外),就需要在使用前用声明该函数,声明函数加不加extern都没关系,所以在头文件中函数可以不用加extern。
声明(Declaration)用于说明每个标识符的含义,而并不需要为每个标识符预存储空间。预留存储空间的声明称为定义(Definition)。声明的形式为:声明说明符 声明符声明符是由存储类说明符和类型说明符组成的。
1、变量的声明有两种情况: 一种是需要建立存储空间的。
例如:int a 在声明的时候就已经建立了存储空间。
2、另一种是不需要建立存储空间。
例如:extern int a 其中 变量a是在别的文件中定义的。
用static来声明一个变量的作用有二:
(1) 对于局部变量用static声明,则是为该变量分配的空间在整个程序的执行期内都始终存在。
(2) 外部变量用static来声明,则该变量的作用只限于本文件模块。
#include "stdafx.h"
1.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。
2.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区别:
extern int f(); 和int f();
=================================
如果定义函数的c/cpp文件在对应的头文件中声明了定义的函数,那么在其他c/cpp文件中要使用这些函数,只需要包含这个头文件即可。
如果你不想包含头文件,那么在c/cpp中声明该函数。一般来说,声明定义在本文件的函数不用“extern”,声明定义在其他文件中的函数用“extern”,这样在本文件中调用别的文件定义的函数就不用包含头文件
include “*.h”来声明函数,声明后直接使用即可。
=================================
举个例子:
//extern.cpp内容如下: // extern.cpp : Defines the entry point for the console application. #include "stdafx.h" extern print(char *p); int main(int argc, char* argv[]) { char *p="hello world!"; print(p); return 0; } //print.cpp内容如下 #include "stdafx.h" #include "stdio.h" print(char *s) { printf("The string is %s\n",s); } 结果程序可以正常运行,输出结果。如果把“extern”去掉,程序依然可以正常运行。
由此可见,“extern”在函数声明中可有可无,只是用来标志该函数在本文件中定义,还是在别的文件中定义。只要你函数在使用之前声明了,那么就可以不用包含头文件了。
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”。
0. 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。
1. 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。
2. 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。
extern可以置于变量或者函数前,以表示变量或者函数的定义在别的文件中,提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。另外,extern也可用来进行链接指定。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。
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。
C++的static有两种用法:面向过程程序设计中的static和面向对象程序设计中的static。前者应用于普通变量和函数,不涉及类;后者主要说明static在类中的作用。
一、面向过程设计中的static
1、静态全局变量
在全局变量前,加上关键字static,该变量就被定义成为一个静态全局变量。我们先举一个静态全局变量的例子,如下:
//Example 1 #include <iostream.h> void fn(); static int n; //定义静态全局变量 void main() { n=20; cout<<n<<endl; fn(); } void fn() { n++; cout<<n<<endl; }
静态全局变量有以下特点:
该变量在全局数据区分配内存;
未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0(自动变量的值是随机的,除非它被显式初始化);
静态全局变量在声明它的整个文件都是可见的,而在文件之外是不可见的;
静态变量都在全局数据区分配内存,包括后面将要提到的静态局部变量。对于一个完整的程序,在内存中的分布情况如下图:
代码区
全局数据区
堆区
栈区
一般程序的由new产生的动态数据存放在堆区,函数内部的自动变量存放在栈区。自动变量一般会随着函数的退出而释放空间,静态数据(即使是函数内部的静 态局部变量)也存放在全局数据区。全局数据区的数据并不会因为函数的退出而释放空间。细心的读者可能会发现,Example 1中的代码中将
static int n; //定义静态全局变量
改为
int n; //定义全局变量
程序照样正常运行。
的确,定义全局变量就可以实现变量在文件中的共享,但定义静态全局变量还有以下好处:
静态全局变量不能被其它文件所用;
其它文件中可以定义相同名字的变量,不会发生冲突;
您可以将上述示例代码改为如下:
//Example 2//File1 #include <iostream.h> void fn(); static int n; //定义静态全局变量 void main() { n=20; cout<<n<<endl; fn(); } //File2 #include <iostream.h> extern int n; void fn() { n++; cout<<n<<endl; }
编译并运行Example 2,您就会发现上述代码可以分别通过编译,但运行时出现错误。 试着将
static int n; //定义静态全局变量
改为
int n; //定义全局变量
再次编译运行程序,细心体会全局变量和静态全局变量的区别(静态全局变量不能被其它文件所用)。
2、静态局部变量
在局部变量前,加上关键字static,该变量就被定义成为一个静态局部变量。
我们先举一个静态局部变量的例子,如下:
//Example 3 #include <iostream.h> void fn(); void main() { fn(); fn(); fn(); } void fn() { static int n=10; cout<<n<<endl; n++; }
通常,在函数体内定义了一个变量,每当程序运行到该语句时都会给该局部变量分配栈内存。但随着程序退出函数体,系统就会收回栈内存,局部变量也相应失效。
但有时候我们需要在两次调用之间对变量的值进行保存。通常的想法是定义一个全局变量来实现。但这样一来,变量已经不再属于函数本身了,不再仅受函数的控制,给程序的维护带来不便。
静态局部变量正好可以解决这个问题。静态局部变量保存在全局数据区,而不是保存在栈中,每次的值保持到下一次调用,直到下次赋新值。
静态局部变量有以下特点:
该变量在全局数据区分配内存;
静态局部变量在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化,即以后的函数调用不再进行初始化;
静态局部变量一般在声明处初始化,如果没有显式初始化,会被程序自动初始化为0;
它始终驻留在全局数据区,直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域,当定义它的函数或语句块结束时,其作用域随之结束;
3、静态函数
在函数的返回类型前加上static关键字,函数即被定义为静态函数。静态函数与普通函数不同,它只能在声明它的文件当中可见,不能被其它文件使用。
静态函数的例子:
//Example 4 #include <iostream.h> static void fn();//声明静态函数 void main() { fn(); } void fn()//定义静态函数 { int n=10; cout<<n<<endl; }
定义静态函数的好处:
静态函数不能被其它文件所用;
其它文件中可以定义相同名字的函数,不会发生冲突;
二、面向对象的static关键字(类中的static关键字)
1、静态数据成员
在类内数据成员的声明前加上关键字static,该数据成员就是类内的静态数据成员。先举一个静态数据成员的例子。
//Example 5 #include <iostream.h> class Myclass { public: Myclass(int a,int b,int c); void GetSum(); private: int a,b,c; static int Sum;//声明静态数据成员 }; int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员 Myclass::Myclass(int a,int b,int c) { this->a=a; this->b=b; this->c=c; Sum+=a+b+c;} void Myclass::GetSum() { cout<<"Sum="<<Sum<<endl; } void main() { Myclass M(1,2,3); M.GetSum(); Myclass N(4,5,6); N.GetSum(); M.GetSum(); }
可以看出,静态数据成员有以下特点:
对于非静态数据成员,每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个,静态数据成员在程序中也只有一份拷贝,由该类型的所有对象共享访问。也就是说,静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说,静态数据成员只分配一次内存,供所有对象共 用。所以,静态数据成员的值对每个对象都是一样的,它的值可以更新;
静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间,所以不能在类声明中定义。在Example 5中,语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员;
静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则;
因为静态数据成员在全局数据区分配内存,属于本类的所有对象共享,所以,它不属于特定的类对象,在没有产生类对象时其作用域就可见,即在没有产生类的实例时,我们就可以操作它;
静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式为:
<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>
类的静态数据成员有两种访问形式:
<类对象名>.<静态数据成员名> 或 <类类型名>::<静态数据成员名>
如果静态数据成员的访问权限允许的话(即public的成员),可在程序中,按上述格式来引用静态数据成员 ;
静态数据成员主要用在各个对象都有相同的某项属性的时候。比如对于一个存款类,每个实例的利息都是相同的。所以,应该把利息设为存款类的静态数据成员。这 有两个好处,第一,不管定义多少个存款类对象,利息数据成员都共享分配在全局数据区的内存,所以节省存储空间。第二,一旦利息需要改变时,只要改变一次, 则所有存款类对象的利息全改变过来了;
同全局变量相比,使用静态数据成员有两个优势:
静态数据成员没有进入程序的全局名字空间,因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性;
可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员,而全局变量不能;
2、静态成员函数
与静态数据成员一样,我们也可以创建一个静态成员函数,它为类的全部服务而不是为某一个类的具体对象服务。静态成员函数与静态数据成员一样,都是类的内部 实现,属于类定义的一部分。 普通的成员函数一般都隐含了一个this指针,this指针指向类的对象本身,因为普通成员函数总是具体的属于某个类的具体对象的。通常情况下,this 是缺省的。如函数fn()实际上是this->fn()。但是与普通函数相比,静态成员函数由于不是与任何的对象相联系,因此它不具有this指 针。从这个意义上讲,它无法访问属于类对象的非静态数据成员,也无法访问非静态成员函数,它只能调用其余的静态成员函数。 下面举个静态成员函数的例子。
//Example 6 #include <iostream.h> class Myclass {public: Myclass(int a,int b,int c); static void GetSum();/声明静态成员函数 private: int a,b,c; static int Sum;//声明静态数据成员 }; int Myclass::Sum=0;//定义并初始化静态数据成员 Myclass::Myclass(int a,int b,int c) { this->a=a; this->b=b; this->c=c; Sum+=a+b+c; //非静态成员函数可以访问静态数据成员 } void Myclass::GetSum() //静态成员函数的实现 {// cout<<a<<endl; //错误代码,a是非静态数据成员 cout<<"Sum="<<Sum<<endl; } void main() { Myclass M(1,2,3); M.GetSum(); Myclass N(4,5,6); N.GetSum(); Myclass::GetSum(); }
关于静态成员函数,可以总结为以下几点:
出现在类体外的函数定义不能指定关键字static;
静态成员之间可以相互访问,包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数;
非静态成员函数可以任意地访问静态成员函数和静态数据成员;
静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员;
由于没有this指针的额外开销,因此静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少许的增长;
调用静态成员函数,可以用成员访问操作符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数,也可以直接使用如下格式:
<类名>::<静态成员函数名>(<参数表>)
调用类的静态成员函数。
===============================================================================================
static静态变量声明符。 在声明它的程序块,子程序块或函数内部有效,值保持,在整个程序期间分配存储器空间,编译器默认值0。
是C++中很常用的修饰符,它被用来控制变量的存储方式和可见性。
2、为什么要引入static?
函数内部定义的变量,在程序执行到它的定义处时,编译器为它在栈上分配空间,大家知道,函数在栈上分配的空间在此函数执行结束时会释放掉,这样就产生了一个问题: 如果想将函数中此变量的值保存至下一次调用时,如何实现? 最容易想到的方法是定义一个全局的变量,但定义为一个全局变量有许多缺点,最明显的缺点是破坏了此变量的访问范围(使得在此函数中定义的变量,不仅仅受此函数控制)。
3、什么时候用static?
需要一个数据对象为整个类而非某个对象服务,同时又力求不破坏类的封装性,即要求此成员隐藏在类的内部,对外不可见。
4、static的内部机制:
静态数据成员要在程序一开始运行时就必须存在。因为函数在程序运行中被调用,所以静态数据成员不能在任何函数内分配空间和初始化。
这样,它的空间分配有三个可能的地方,一是作为类的外部接口的头文件,那里有类声明;二是类定义的内部实现,那里有类的成员函数定义;三是应用程序的main()函数前的全局数据声明和定义处。
静态数据成员要实际地分配空间,故不能在类的声明中定义(只能声明数据成员)。类声明只声明一个类的“尺寸和规格”,并不进行实际的内存分配,所以在类声明中写成定义是错误的。它也不能在头文件中类声明的外部定义,因为那会造成在多个使用该类的源文件中,对其重复定义。
static被引入以告知编译器,将变量存储在程序的静态存储区而非栈上空间,静态
数据成员按定义出现的先后顺序依次初始化,注意静态成员嵌套时,要保证所嵌套的成员已经初始化了。消除时的顺序是初始化的反顺序。
5、static的优势:
可以节省内存,因为它是所有对象所公有的,因此,对多个对象来说,静态数据成员只存储一处,供所有对象共用。静态数据成员的值对每个对象都是一样,但它的值是可以更新的。只要对静态数据成员的值更新一次,保证所有对象存取更新后的相同的值,这样可以提高时间效率。
6、引用静态数据成员时,采用如下格式:
<类名>::<静态成员名>
如果静态数据成员的访问权限允许的话(即public的成员),可在程序中,按上述格式
来引用静态数据成员。
7、注意事项:
(1)类的静态成员函数是属于整个类而非类的对象,所以它没有this指针,这就导致
了它仅能访问类的静态数据和静态成员函数。
(2)不能将静态成员函数定义为虚函数。
(3)由于静态成员声明于类中,操作于其外,所以对其取地址操作,就多少有些特殊
,变量地址是指向其数据类型的指针 ,函数地址类型是一个“nonmember函数指针”。
(4)由于静态成员函数没有this指针,所以就差不多等同于nonmember函数,结果就
产生了一个意想不到的好处:成为一个callback函数,使得我们得以将C++和C-based X W
indow系统结合,同时也成功的应用于线程函数身上。
(5)static并没有增加程序的时空开销,相反她还缩短了子类对父类静态成员的访问
时间,节省了子类的内存空间。
(6)静态数据成员在<定义或说明>时前面加关键字static。
(7)静态数据成员是静态存储的,所以必须对它进行初始化。
(8)静态成员初始化与一般数据成员初始化不同:
初始化在类体外进行,而前面不加static,以免与一般静态变量或对象相混淆;
初始化时不加该成员的访问权限控制符private,public等;
初始化时使用作用域运算符来标明它所属类;
所以我们得出静态数据成员初始化的格式:
<数据类型><类名>::<静态数据成员名>=<值>
(9)为了防止父类的影响,可以在子类定义一个与父类相同的静态变量,以屏蔽父类的影响。这里有一点需要注意:我们说静态成员为父类和子类共享,但我们有重复定义了静态成员,这会不会引起错误呢?不会,我们的编译器采用了一种绝妙的手法:name-mangling 用以生成唯一的标志。
C++中的static函数
static 函数内部函数和外部函数
当一个源程序由多个源文件组成时,C语言根据函数能否被其它源文件中的函数调用,将函数分为内部函数和外部函数。
1 内部函数(又称静态函数)
如果在一个源文件中定义的函数,只能被本文件中的函数调用,而不能被同一程序其它文件中的函数调用,这种函数称为内部函数。
定义一个内部函数,只需在函数类型前再加一个“static”关键字即可,如下所示:
static 函数类型 函数名(函数参数表)
{……}
关键字“static”,译成中文就是“静态的”,所以内部函数又称静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式,而是指对函数的作用域仅局限于本文件。
使用内部函数的好处是:不同的人编写不同的函数时,不用担心自己定义的函数,是否会与其它文件中的函数同名,因为同名也没有关系。
2 外部函数
外部函数的定义:在定义函数时,如果没有加关键字“static”,或冠以关键字“extern”,表示此函数是外部函数:
[extern] 函数类型 函数名(函数参数表)
{……}
调用外部函数时,需要对其进行说明:
[extern] 函数类型 函数名(参数类型表)[,函数名2(参数类型表2)……];
[案例]外部函数应用。
(1)文件mainf.c
main()
{ extern void input(…),process(…),output(…);
input(…); process(…); output(…);
}
(2)文件subf1.c
……
extern void input(……) /*定义外部函数*/
{……}
(3)文件subf2.c
……
extern void process(……) /*定义外部 函数*/
{……}
(4)文件subf3.c
……
extern void output(……) /*定义外部函数*/
{……}