C语言中extern关键字详解

内容清单：

1. 用extern声明外部变量

(1)在一个文件内声明的外部变量

(2)在多个文件中声明外部变量

(3)在多个文件中声明外部结构体变量

2. 用extern声明外部函数

3. 总结

 

1． 用extern声明外部变量

定义：外部变量是指在函数或者文件外部定义的全局变量。外部变量定义必须在所有的函数之外，且只能定义一次。

（1）      在一个文件内声明的外部变量

作用域：如果在变量定义之前要使用该变量，则在用之前加extern声明变量，作用域扩展到从声明开始，到本文件结束。

例子：

#include <stdio.h>

int max(int x,int y);     //函数提前声明

int main(int argc,char *argv[ ] )

{

        int result;

extern int X;     //外部变量声明

extern int Y;

        result = max(X,Y);

        printf("the max value is %d\n",result);

        return 0;

}

int X = 10;            //定义外部变量

int Y = 20;

int max(int x, int y)

{

        return (x>y ? x : y);

}

其中，用extern声明外部变量时，类型名可以省略。例如，“extern int X;”，可以改写成“extern X；”。

小结：这种用方法简单，实用性不大。

 

（2）      在多个文件中声明外部变量

作用域：如果整个工程由多个文件组成，在一个文件中想引用另外一个文件中已经定义的外部变量时，则只需在引用变量的文件中用extern关键字加以声明即可。可见，其作用域从一个文件扩展到多个文件了。

例子：

文件a.c的内容：

#include <stdio.h>

int BASE=2;                       //变量定义

int exe(int x);                   //外部函数提前声明

int main(int argc, char *agrv[])

{

        int a=10;

        printf("%d^%d = %d\n",BASE,a,exe(a));

        return 0;

}

    文件b.c的内容：

#include <stdio.h>

extern BASE;                //外部变量声明

int exe(int x)

{

        int i;

        int ret=1;

        for(i=0;i<x;i++)

        {

                ret*=BASE;

        }

        return ret;

}

利用gcc工具编译gcc a.c b.c –o demo，再运行./demo，结果为2^10 = 1024。其中，在a.c文件中定义BASE=2，在b.c中引用BASE时，需要用extern关键字声明其为外部变量，否则编译会找不到该变量。

小结：对于多个文件的工程，可以采用这种方法来操作。实际工程中，对于模块化的程序文件，在其文件中可以预先留好外部变量的接口，也就是只采用extern声明变量，不定义变量，也通常在模块程序的头文件中声明，在使用该模块时，只需要在使用时定义一下即可，如上述b.c文件，做好相应的函数接口，留好需要改变BASE值的声明，在需要使用该模块时，只需要在调用的文件中定义具体的值即可。

引用外部变量和通过函数形参值传递变量的区别：用extern引用外部变量，可以在引用的模块内修改其值，而形参值传递的变量则不能修改其值，除非是地址传递。

因此，如果多个文件同时对需要应用的的变量进行同时操作，可能会修改该变量，类似于形参的地址传递，从而影响其他模块的使用，因此，要慎重使用。

 

（3）      在多个文件中声明外部结构体变量

前面一节中，只是适合一般变量的外部声明，但是对于声明外部结构体变量时，则有些不同，需要加以注意。

例子：

文件a.c的内容：

#include <stdio.h>

#include "b.h"

#include "c.h"

A_class local_post={1,2,3};     //全局变量

A_class next_post={10,9,8};     //全局变量

int main(int argc,char *argv[])

{

        A_class ret;

        print("first point",local_post);

        print("second point",next_post);

        ret=fun(local_post,next_post);

        printf("the vector is (%d,%d,%d)\n",ret.x,ret.y,ret.z);

        return 0;

}

文件b.h的内容：

#ifndef __B_H

#define __B_H

#if   1

typedef struct{

        int x;

        int y;

        int z;

}A_class;

#endif

extern A_class local_post;  //外部结构体变量声明

extern A_class fun(int x,int y,int z);       //接口函数声明

#endif

文件b.c的内容：

#include <stdio.h>

#include "b.h"

A_class fun(A_class first,A_class next)

{

        A_class ret;

        ret.x=next.x-first.x;

        ret.y=next.y-first.x;

        ret.z=next.z-first.z;

        return (ret);

}

文件c.h的内容：

       #ifndef __C_H

#define __C_H

extern int print(char *,A_class post);

#endif

       文件c.c的内容：

              #include <stdio.h>

#include "b.h"

int print(char *str,A_class post)

{

        printf("%s : (%d,%d,%d)\n",str,post.x,post.y,post.z);

        return 0;

}

利用gcc工具编译gcc a.c b.c c.c–o demo，再运行./demo，结果为

first point : (1,2,3)

second point : (10,9,8)

the vector is (9,8,5)

       小结：在a.c文件中定义全局变量A_class local_post结构体，并且调用b.c中的接口函数A_class fun(int x,int y,int z)和c.c中int print(char *str,A_class post)，在b.h中声明外部结构体变量local_post，同时，需要对其类型A_class进行实现，在b.h文件中，如果屏蔽掉A_class的实现，而在b.h以外的文件中实现，此时编译时就会出错，由于c.c文件中用到A_class定义的类型，所以需要在该文件中包含b.h。

       这里需要说明的是，如果调用外部结构体等多层结构体变量时，需要对这种变量进行实现，使用时，加上模块的头文件即可，否则会报错。

       实际工程中，模块化程序文件，一般提供一个.c和一个.h文件，其中.h文件被.c文件调用，.h文件中实现。

2．用extern声明外部函数

a．      定义函数时，在函数返回值类型前面加上extern关键字，表示此函数时外部函数，可供其他文件调用，如extern int func (int x,int y)，C语言规定，此时extern可以省略，隐形为外部函数。

b．      调用此函数时，需要用extern对函数作出声明。

作用域：使用extern声明能够在一个文件中调用其他文件的函数，即把被调用函数的作用域扩展到本文件。C语言中规定，声明时可以省略extern。

例子：

文件a.c的内容：

#include <stdio.h>

#include "b.h"

int main()

{

        int x=10,y=5;

        printf("x = 10,y = 5\n");

        printf("x + y = %d\n",add(x,y));

        printf("x - y = %d\n",sub(x,y));

        printf("x * y = %d\n",mult(x,y));

        printf("x / y = %d\n",div(x,y));

        return 0;

}

文件b.h的内容：

#ifndef __F_H

#define __F_H

extern int add(int x,int y);

extern int sub(int x,int y);

extern int mult(int x,int y);

extern int div(int x,int y);

#endif

文件b.c的内容：

#include <stdio.h>

int add(int x,int y)

{

        return(x+y);

}

int sub(int x,int y)

{

        return(x-y);

}

int mult(int x,int y)

{

        return(x*y);

}

int div(int x,int y)

{

        if(y!=0)

        {

                return(x/y);

        }

        printf("mult() fail!the second para can not be zero!\n ");

        return(-1);

}

利用gcc工具编译gcc a.c b.c –o demo，再运行./demo，结果为

x = 10,y = 5

x + y = 15

x - y = 5

x * y = 50

x / y = 2。

小结：由上面简单的例子可以看出，在b.h文件中声明好b.c的函数，使用时，只需要在a.c中包含#include “b.h”头文件即可，这样就可以使用b.c的接口函数了，在实际工程中，通常也是采用这种方式，.c文件中实现函数，.h文件中声明函数借口，需要调用.c文件的函数接口时，只需包含.h头文件即可。

 

3. 总结

在实际工程中，有两种情况比较多。一是利用extern只声明外部函数，不需要传递需要外部声明的变量，一个模块化接口文件对应一个声明接口的头文件，需要调用接口函数时，只需要包含其头文件。二是利用用extern声明外部函数，同时声明需要传递的外部变量，做法和第一种情况一样，声明都放在头文件中，但是，模块文件也需要包含该头文件。另外，如果结构体等比较复杂的变量，则需要包含其定义的头文件。另外，定义的外部变量属于全局变量，其存储方式为静态存储，生存周期为整个程序的生存周期。