extern关键词声明 global variable & function

2023-11-24 21:37:10

extern关键词声明 global variable & function

In fact, function is a special global variable. 因为函数的访问也是通过全局的address实现的。

Global variable

使用extern关键词的目的是：使全局变量能在别的源文件中使用。

对于这个问题，有的人说不需要extern也能实现，例如：

/*******************************
 * a.h
 *******************************/
#ifndef _A_H_
#define _A_H_

int v = 1;  /* define a variable */

#endif /* a.h */

/*******************************
 * b.c
 *******************************/
#include "a.h"

void main(void ) 
{
    v = 10; /* update value */
}

这样做有什么问题呢？是的，如果只有一个源文件include a.h，这时貌似不会出现什么问题。

但是一旦有另一个d.c也需要用到global variable v，它也include了a.h，此时链接就会报错了

/*******************************
 * d.c
 *******************************/
#include "a.h"

void func(void) {
    v = 20; /* also use v */
}

如果这时编译b.c和d.c，就会报multiple definition的错误。

因为两个文件在preprocess时都会展开a.h，也就相当于在源文件添加了一行 int v = 1;的定义，那当两个obj文件链接时，肯定会发生multiple definition了。

有一点需要注意的是当a.h仅定义 int v; 没有initialize时，GCC编译器的特性是对这些obj文件中没有initialize的变量自动添加extern属性。所以要对initialize v才能观察到multiple definition的结果！

参考：https://www.cnblogs.com/Sorean/p/4709039.html

另外，如果你不是C语言的新手，大概看到过类似最好避免在header中definition的要求，header中仅declaration！这是规范C语言编程的要求。

是时候让extern出场了！

解决此问题的办法是使用v的另外源文件中用extern再次declare一次。declare可以无限次，但是define只能一次。

使用extern就无需多余的a.h了，而将global sharable variable定义在源文件a.c中，这更符合现代的应用场景。例如，上述project可以修改为：

/*******************************
 * a.c
 *******************************/

int v = 1;  /* define a variable */

/*******************************
 * b.c
 *******************************/
// #include "a.h" /* no need to include a.h */

extern int v;

void main(void ) 
{
    v = 10; /* update value */
}

/*******************************
 * d.c
 *******************************/
// #include "a.h" /* no need to include a.h */

extern int v;

void func(void) {
    v = 20; /* also use v */
}

这个方法简直太棒了，要注意，extern int v;仅是一个declare语句，正如上面所说，declare可以无限次！

哪个源文件需要使用v就使用extern关键词declare一次即可。

甚至，extern的作用域可以限制到function内，若在一个function内部使用extern declare一个external variable，这个全局属性仅在此function内有效！

For function

对于function，若我们想要在其它文件中调用，通常会通过包含头文件的方式。例如：

在a.c中定义了一个function add()，若要在b.c中调用，我们会通过在a.h中声明此function

/*******************************
 * a.h
 *******************************/
#ifndef _A_H_
#define _A_H_

int add(int x,int y);

#endif /* a.h */

然后在b.c中 include<a.h>，就可以使用add function了。

我们想过它的原理吗？

对于这种特殊的global variable，我们在header中declare它的时候其实前面省略了extern关键词！

所以其它include此header的源文件才能使用add function，大概就是这个原因。

那么，我们是不是可以这样试试：

/*******************************
 * a.c
 *******************************/

int add(int x,int y)
{
    return x + y;
}

/*******************************
 * b.c
 *******************************/
// #include "a.h"

extern int add(int x, int y);

void main(void ) 
{
    printf("%d\r\n", add(1, 2));
}

哈哈，按照原理来说，当然也是可以的，这也就表示function和global variable本质上是类似的。

However，在实际应用中我们很少这样用，因为一旦需要调用的函数很多，很难去一下子梳理每个函数来自哪个源文件(lll￢ω￢)，不仅仅你过几天会忘记这些函数来自哪个源文件，对于接手此项目的下一位coder，这更是一场disaster！

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