C/C++语言中extern的用法

声明外部变量

    现代编译器一般采用按文件编译的方式，因此在编译时，各个文件中定义的全局变量是互相透明的，也就是说，在编译时，全局变量的可见域限制在文件内部。下面举一个简单的例子。创建一个工程，里面含有A.cpp和B.cpp两个简单的C++源文件：

 

//A.cpp
int i;
void main()
{
}

//B.cpp
int i;

 

    这两个文件极为简单，在A.cpp中定义了一个全局变量i，在B中也定义了一个全局变量i。对A和B分别编译，都可以正常通过编译，但是进行链接的时候，却出现了错误，错误提示如下：

 

Linking...
B.obj : error LNK2005: "int i" (?i@@ 3HA ) already defined in A.obj
Debug/A.exe : fatal error LNK1169: one or more multiply defined symbols found
Error executing link.exe.
A.exe - 2 error(s), 0 warning(s)

 

    这就是说，在编译阶段，各个文件中定义的全局变量相互是透明的，编译A时觉察不到B中也定义了i，同样，编译B时觉察不到A中也定义了i。但是在链接阶段，要将各个文件的内容“合为一体”，因此，如果某些文件中定义的全局变量名相同的话，在链接阶段就会报重复定义（one or more multiply defined symbols）的错误。

    因此，各个文件中定义的全局变量名不可相同。

    在链接阶段，编译产生的obj文件合并了A、B两文件的内容，这也是出现int i重复定义错误的原因。

举个例子

    一个文件中定义的全局变量，可以在整个程序的任何地方被使用，举例说，如果A文件中定义了某全局变量，那么B文件中也可以使用该变量。修改我们的程序，加以验证：

 

//A.cpp
void main()
{
    i = 100;  //试图使用B中定义的全局变量
}

//B.cpp
int i;

 

    出现如下意料之中的编译错误，未定义int i错误（undeclared identifier Error），因为在链接之前A、B文件中的变量是彼此不可见的。

 

Compiling...
A.cpp 
C:/Documents and Settings/wangjian/桌面/try extern/A.cpp(5) : error C2065: 'i' : undeclared identifier
Error executing cl.exe.
A.obj - 1 error(s), 0 warning(s)

 

    编译器没有能够意识到，某个变量符号虽然不是本文件定义的，但是它可能是在其它的文件中定义的，为了避免错误的发生extern派上用场了。为上面的错误程序加上extern关键字后，顺利通过编译，链接，代码如下：

 

//A.cpp
extern int i;
void main()
{
    i = 100; //试图使用B中定义的全局变量
}

//B.cpp
int i;

 

在C++文件中调用C方式编译的函数

    相对于C，C++中新增了诸如重载等新特性，它们的编译有一些重要区别。将下面的小程序分别按C和C++方式编译，来探讨两种编译方式的区别。

 

int i;
int func(int t)
{
  return 0;
}
void main()
{
}

 

    以C方式编译的结果如下：

 

COMM     _i  :  DWORD
PUBLIC    _func
PUBLIC    _main

 

    以C++方式编译的结果如下：

 

PUBLIC    ?i@@ 3HA         ; i
PUBLIC    ?func@@YAHH@Z    ; func
PUBLIC    _main

 

    可见，C方式编译下，变量名和函数名之前被统一加上了一个下划线，而C++编译后的结果却复杂的多，i变成了?i@@ 3HA ，func变成了?func@@YAHH@Z。C++中的这种看似复杂的命名规则是为C++中的函数重载，参数检查等特性服务的。

不同编译方式下的函数调用

    如果在工程中，不仅有CPP文件，还有以C方式编译的C文件，函数调用就会有一些微妙之处。有如下CPP文件A.CPP和C文件B.C两个文件。

 

//A.CPP
void func();
void main()
{
  func();
}

 

 

//B.C
void func()
{
}

 

    对A.CPP和B.C分别编译，都没有问题，但是链接时出现错误，原因就是C和CPP不同的编译方式产生的冲突。比如在上文中提到，C方式编译下，变量名和函数名之前被统一加上了一个下划线，而C++编译后的结果却复杂的多，i变成了?i@@ 3HA。

 

Linking...
A.obj : error LNK2001: unresolved external symbol "void __cdecl func(void)" (?func@@YAXXZ)
Debug/A.exe : fatal error LNK1120: 1 unresolved externals
Error executing link.exe.
A.exe - 2 error(s), 0 warning(s)

 

    此时，可以通过extern关键字，来帮助编译器解决上面提到的问题。对于本例，只需将A.CPP改成如下代码即可：

 

//A.CPP
extern "C"
{
  void func(); //引入C语言方式编译的函数或变量
}
void main()
{
  func();
}

 

　　审核编辑：汤梓红