C++中的extern

文章目录

extern的含义
- 修饰全局变量
- 修饰全局常量
- 修饰局部变量
- 修饰字符串
- - C++代码
  - C代码

想必大家都知道，在C++中，想要生成一个可执行文件（exe）或者动态链接库（dll），需要经过编译和链接两个步骤，C++里面的变量也比C#分的更加细致，包括了声明和定义两个不同阶段。这些迥然不同于C#的细节，让很多从C#转向C++的程序员在学习伊始非常头疼。特别对于C++里的关键字extern，和它在不同上下文的不一样的含义，让很多程序员直呼好家伙。今天，就让我们聊聊它吧。

extern的含义

按照语法书的说法，extern一般有如下用途。

修饰全局变量：在声明全局变量的时候使用extern修饰变量，表明该变量定义于其他翻译单元。
修饰全局常量：表明该全局常量拥有外部链接（可以被其他翻译单元发现），否则全局常量默认是只有内部链接，即不可被其他翻译单元发现。
修饰局部变量：表明该局部变量在其他翻译单元中被定义，需要在链接的时候去解析。
修饰一个字符串：形如extern “C” 之类的用法大家肯定见过了，表明后接的代码块（或者后接的声明）使用C语言调用惯例。
修饰一个模板：表明该模板已经在其他翻译单元实例化，不需要在这里实例化。

因为模板是一个很大的内容，extern修饰模板的使用今天暂且不谈，以后讲到模板的时候再说。我们重点谈谈前面几个含义。

修饰全局变量

如果想表明某个全局变量来自其他翻译单元，可用extern修饰，但如果此语句是一个变量定义，那么extern将被忽略。比如：

//file1
int i = 0; //默认拥有外部链接
extern int j; //j定义于其他翻译单元
extern int i = 10; //与 int i = 0 相同，这里extern被忽略，属于重复定义

请注意，对于全局变量，如果语句中没有extern也没有显示赋值，编译器（在VS2017中实测）会帮忙初始化变量为0，这种情况会视为变量定义，但是却不会与之后的变量定义发生冲突，所以这么写是可以的

//file1
int i; //编译器会帮忙初始化0
extern int i = 10; //第二次变量定义，但是这里却是允许的，变量变成了10

修饰全局常量

全局常量默认没有外部链接，所以extern的主要在于分享全局常量给其他翻译单元。

//file1
extern const int J = 10; //定义拥有外部链接的全局常量J//file2
extern const int J; //声明全局常量J来自于其他翻译单元

修饰局部变量

对于局部变量来说，extern可用于声明该局部变量来自其他翻译单元，但是不能使用extern定义一个拥有外部链接的局部单元

void Test()
{extern int i; //表明i来自于其他翻译单元extern int j = 20; //错误，因为局部变量的生命周期在退出函数的时候就结束了，所以不允许其建立外部链接
}

修饰字符串

C++向下兼容C，所以C++需要提供一种方式能和C代码互动。说起来应该是很简单的一件事，因为他们的语法都是一样的嘛，让我们试试（以下还是以vs2017为例）

C++代码

建立一个静态链接库，里面包含一个简单的方法Sum

//sum.cpp
int Sum(int i, int j)
{return i + j;
}

顺利编译成lib

C代码

建立一个C工程，创建一个main文件并使用刚刚建立的C++库。

//main.c
#include <stdio.h>int Sum(int i, int j); //函数声明int main(void)
{int result = Sum(1, 2); //使用函数return 0;
}

在工程属性中选择用C编译器，确保以C的惯例进行编译。

之后设置链接参数，确保链接器能拿到C++的lib。之后试着Build。

啊哦，链接器报错了，这是为什么呢？

究其原因，和C calling convention有关，我们都知道在C中没有函数重载，所以C的编译器一般不会把函数名重新编码（name mangling），而C++会把函数的参数，返回值甚至命名空间一起当做原材料，生成一个name mangling之后的字符串当做链接器里面的函数名字。所以这里C期望得到的Sum名字和C++那边提供的Sum名字对不上，也就自然找不到了。

要想解决这个问题，我们就需要以C的命名惯例编译C++库。修改代码如下：

//sum.cpp
extern "C"
{int Sum(int i, int j){return i + j;}
}

再次build，这次就一切正常了。所以大家可以知道extern 加字符串的作用了吧。类似的，如果是用C++代码调用C库，我们也可以使用extern "C++"来编译C库。但是请注意，在extern "C"里面需要严格遵守C规定，函数重载等是不被支持的。

关于Calling Convention和Name Mangling，也是一个比较大的话题，感兴趣的同学可以进一步在这里进行深入阅读。

从C#到C++的跨越需要非凡的努力，有非常多的东西要学，extern只是其中一个很小的知识点却也可见一斑，C++之于C#，难点在于更底层更强大，也就需要更多的耐心去研究，extern当时也困惑了我很久，希望通过这篇博客，能让和当时的我一样迷茫的朋友少走弯路。

希望大家喜欢，也希望大家点赞关注，跟着老胡一起学习C++。

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