C语言学习之extern关键字

1.了解extern

1.extern是C语言的一个关键字，可以用来修饰函数与变量

2.当extern修饰一个变量或函数时时，就是在声明这个变量(函数)，告诉编译器在外部文件中已经这个变量(函数)，要通过编译。

2.extern的用法

1.在一个文件中引用其他文件的变量

当我们一个项目中有多个.cpp文件时，往往需要在其中一个文件中使用另一个文件中定义的变量，如果我们直接使用，编译器就会报错：

由于编译文件1的时候编译器不认识g_val，以此编译失败

这时我们就可以使用extern，如下：

//文件1.cpp代码#include<stdio.h>
extern int g_val;    //声明外部符号g_val
int main()
{printf("%d", g_val);
}//文件2.cpp代码
int g_val = 10;

这时，代码就可以成功运行起来，打印出g_val的值。

2.在一个文件中引用其他文件的函数

对于函数，也是同理，当需要使用外部文件定义的函数时，需要使用extern关键字进行声明：

//文件1.cpp代码
#include<stdio.h>
extern void show();    //声明外部符号show()
int main()
{show();
}//文件2.cpp代码
#include<stdio.h>
void show()
{printf("hello world");
}

运行结果如下：

hello world

3.extern的注意事项

在使用extern时我们可能会写出这样的代码：

//文件1.cpp代码#include<stdio.h>
extern int g_val=10;
int main()
{printf("%d", g_val);
}//文件2.cpp代码
int g_val = 10;

上述代码是在引用外部变量g_val的时候同时对它进行赋值，当我们运行时，编译器就会报错，这个错误是在链接的时候发生的错误，为“找到一个或多个多重定义的符号” 。

产生错误的原因时什么呢？这就不得聊到定义与声明了。

1.什么定义：

定义是给变量或函数分配内存空间，在这同时可以为变量赋初值。

2.什么是声明：

声明是用来告诉编译器变量的名称和类型，使编译器知道存在着这个变量和类型，且不分配内存。

3.结论

由此我们可以得出以下两种结论：

1.定义会对变量分配内存空间，而声明不会

2.由于一个变量的存储空间是唯一的，因此定义不能重复定义，而声明可以重复声明。

由此可以得出，当我们使用extern修饰变量且对它进行赋值的时候，这条语句就不是在对变量进行声明了，而是定义，因为声明一个变量编译器是不会分配内存空间的，而对于一个不存在的内存空间进行赋值操作，显然是不合理的。

而当我们进行定义的时候，编译器在编译的时候并不会发现错误，但在多文件进行链接时，就会发现g_val这个全局变量同时在1.cpp和2.cpp进行定义，报出了重定义的错误。

4.extern与include

1. include

当我们有多个文件需要大量引用外部变量或函数的时候，如果使用extern，我们就需要在多个文件中大量使用extern，这样做效率显然会降低，代码也显得太过LOW。因此，我们通常将所有的全局变量和常用全局函数都写在一个.cpp文件中，然后用同名的.h文件放这些变量与函数的声明(即头文件)，这样其他文件需要使用外部变量和函数时，就只需要包含其中的头文件即可，显得高效又简洁。如：

//文件1cpp代码
#include "2.h"
int main()
{show();printf("%d", g_val);
}//文件2.cpp代码，用于定义与实现
#include "2.h"
int g_val = 10;
void show()
{printf("hello world");
}//文件2.h代码，用于声明
#pragma once           //防止重复包含
#include<stdio.h>
extern int g_val;
void show();

这样，当我们需要使用2.cpp中的变量和函数时，就不需要再使用extern声明了

2.extern的好处

想必会有读者有疑问，include那么方便，那我们的extern关键字是不是没有用了？实则不然。原因如下：

1.当头文件中有大量的变量与函数时，如果我们只需要其中的少量变量或函数时，我们使用include包含，显然会引入大量不需要的无关函数与无关变量，这样无疑会减慢程序预处理的过程，此时使用extern就可以有效缩短时间。

2.在大工程中，一个头文件中经常会包含其他的头文件，这样层层嵌套下来，如果没有进行处理，往往会出现一个.c文件重复包含相同头文件的情况，而使用extern就不会出现这种情况。（当然，如果头文件进行适当的处理如“条件编译”，也能有效地避免重复包含的现象，这里先暂时不做详细讨论）

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