extern用法

Extern用法


用例子给你示范 
// 1.cpp 
int x = 10; 
// 2.cpp 注意没有包含1.cpp 
#include <iostream> 
using namespace std; 
extern int x;
int main () 
{ cout << x << endl; } 
//则输出10 
两个文件同在一个项目（project）中，你不包含某个文件（cpp）而可以用它内部定义的变量，(里是.pp不是.h, 因为在.h中定义的数据不能在.cpp中用除非这个.cpp包含这个.h文件） 
例： 
// 1.h 
#include <iostream> 
void print() 
{ 
std::cout << "hello!" << std::endl; 
} 
// 2.cpp 
#include <iostream> 
using namespace std; 
// 以上两句在这个例子中可以不要 
extern void print(); 
int main () 
{ 
print(); 
} 
就会出错因为1.h中的void print()；在不包含它的文件中是不可调用的，即使在声明了extern 也于事无补，如果你将这个例子中的1.h名字换成1.cpp就对了！ 
从这些可以看出来，extern在这里起的作用是告诉编译器，你这个print()已经在某个.cpp中已经定义了，这里只不过是声明一下有这个东西，然后拿来用一下。定义只能出现一次，声明却可出现多次，也就是说extern声明可在多个文件中用（包括.h) 
还有，你还可以屏蔽extern声明，如第二个例子中的第二个.cpp文件可以改成 
#include <iostream> 
using namespace std; 
// 这里以上两句不能省略，因为，这里extern void print();函数已经不起作用了，在这里调用的而是本文件中定义的void print()函数，其中用到了cout,endl;他们来源于std::<iostream> 
extern void print(); 
void print() 
{ 
cout << "world!" << endl; 
} 
int main () 
{ 
print(); 
} 
// 输出结果为world! 

二，static法则：
    A、若全局变量仅在单个C文件中访问，则可以将这个变量修改为静态全局变量，以降低模块间的耦合度;
    B、若全局变量仅由单个函数访问，则可以将这个变量改为该函数的静态局部变量，以降低模块间的耦合度；
    C、设计和使用访问动态全局变量、静态全局变量、静态局部变量的函数时，需要考虑重入问题；



2、extern全局变量
现代编译器都按文件编译，编译时各个文件独立检查语法错误。各个全局变量互相透明，可见域在本文件内。
于是即使多个文件有多个定义也不报错，只是链接的时候所有全局变量保存在一个符号表，进行符号的定位。因此，报错也发生在链接阶段。
注意到了吗？link error
也就是说，可见性是在链接时扩展的，编译阶段局限于本文件。
type id; 变量和函数默认是extern的，即所有文件可见。
但是默认的不仅是声明，更是定义。C语言规定，标识符可以有多个声明，但必须有且仅有一次定义。
声明为了让编译器知道有哪些符号，什么类型，以便后面遇到时已经具备一定判断的意识（譬如，类型检查，初始化检查，定义检查）。
因此，多个文件出现了默认的 type id;就是多重定义；如果本意是多个文件共用一个符号，这时需要用到extern显性指定为声明。
extern type id;仅仅是声明，需要另外定义，且是别的文件里的定义。
不妨看看编译器是如何限制的(可以只看红色标记部分 )：
1)、
    extern char *str_ptr;
    str_ptr = "abcd";
gcc编译：
test.c:(.text+0x13): undefined reference to `str_ptr'
2)、
    extern char *str_ptr;
    char *str_ptr = "abcd";
gcc编译：
test.c:13: error: declaration of ‘str_ptr’ with no linkage follows extern declaration
test.c:12: error: previous declaration of ‘str_ptr’ was here
3)、
    extern char *str_ptr = "abcd";
gcc编译：
test.c:12: error: ‘str_ptr’ has both ‘extern’ and initializer 
4)、
    char *str_ptr = "abcd";
    extern char *str_ptr;
gcc编译：
test.c:13: error: extern declaration of ‘str_ptr’ follows declaration with no linkage 
test.c:12: error: previous definition of ‘str_ptr’ was here
3、extern作用于指针
不妨作如下测试：
文件1
 1 /* 
 2  * file:        test_declaration.c 
 3  * purpose:     declaration of array used by test_extern.c 
 4  * maninter:    hilyhoo AT gmail.com 
 5   */ 
 6 #include <stdio.h> 
 7 
 8 char   str_ptr[] = "abcd  " ;
 9 char  str_array[] = "abcd  " ;
10 
11 int  null()
12 {
13         1 ;
14         return  0 ;
15 }
文件2
 1 /* 
 2  * file:        test_extern.c 
 3  * input:       none 
 4  * rerult:      print 'c' and report a segment error 
 5  * purpose:     test extern point with define array 
 6  * maninter:    hilyhoo AT gmail.com 
 7   */ 
 8 #include <stdio.h> 
 9 
10 int  main()
11 {
12         extern  char  *str_ptr;
13         extern  char  str_array[];
14 
15         printf("extern pointer resrult : %c 
 " , str_array[2 ]);
16         printf("extern array resrult : %c 
 " , str_ptr[2 ]);
17 
18         return  0 ;
19 }
gcc编译运行：
gcc -g test_extern.c test_decleration.c
./a.out
extern pointer resrult : c
段错误
gdb调试：
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x80483c1: file test.c, line 15.
(gdb) p str_ptr
$1 = 0x64636261 <Address 0x64636261 out of bounds> 
(gdb) p str_array
$2 = 0x804961a "abcd"
(gdb) r
Starting program: /home/hilyhoo/c/a.out 
Breakpoint 1, main () at test.c:15
15        null();
(gdb) s
null () at dec.c:14
warning: Source file is more recent than executable.
14    }
(gdb) p str_ptr
$3 = "abcd00"
(gdb) x str_ptr
0x8049614 <str_ptr>:    0x64636261 
(gdb) s
Line number 15 out of range; dec.c has 14 lines.
(gdb) s
main () at test.c:17
17        printf("extern pointer resrult : %c
", str_array[2]);
(gdb) x str_array
0x804961a <str_array>:    0x64636261
(gdb) s
extern pointer resrult : c
18        printf("extern array resrult : %c
", str_ptr[2]);
(gdb) x str_ptr
0x8049614 <str_ptr>:    0x64636261
(gdb) s
Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x080483e8 in main () at test.c:18
18        printf("extern array resrult : %c
", str_ptr[2]);
________________________________________
上例为证：
char   str_ptr[] = "abcd  " ;
extern  char  *str_ptr;
分别在两个文件，编译时独立，链接时，按照声明使用：
定义：str_ptr，数组，地址 0x8049614, 内容"abcd",16进制0x61、 0x62、 0x63、 0x64
链接： str_ptr，指针，地址 0x8049614, 内容long形整数,16进制 0x64636261
str_ptr[2]，*(str_ptr + 2)，即*( 0x64636263 )，无权访问，即报断错误。
str_ptr ==>"abcd"
                           0x64
                           0x63
                           0x62
0x8049614==> 0x61
                           ……
                           0x64
                           0x63
                           0x62
str_ptr + 2  ==> 0x63
*(str_ptr + 2)==>?
可以看出：
指针符号是地址的地址；
数组符号，对应整个数组；如果作为一维数组变量名，则为其第一个单元的地址。
1）
数组仅仅是一个符号，作为参数时，由于形参压栈时，将数组首地址压进，即以一个空间来存放首地址，就蜕变成指针了；定义多维数组时也会被编译器解释成指针。
否则，数组名是不占单独的空间的，在符号表中是一个符号，地址为数组首地址，内容为首个单元内容。
2）
定义指针时，分配一个空间（我们的体系为32位，4个字节），其内为指向的单元的地址。
3、总结
1)、extern如果显式声明，在当前文件中在不得定义，且必须在其它链接到的文件定义。
（这是在gcc编译器中，据称有的编译器不一样。比如，可以使用
extern type id = initialize;
因此不敢妄言，恐误导读者。）
2)、指针与数组的差别还是很大的，但一般情况数组会蜕变为指针使用，譬如：
id[offset]，编译器会解释成*(id + offset)，因此一般用来几乎感觉不到差别。




Extern另外一种场景的使用
C++中extern “C”含义深层探索

1.引言
　　C++语言的创建初衷是“a better C”，但是这并不意味着C++中类似C语言的全局变量和函数所采用的编译和连接方式与C语言完全相同。作为一种欲与C兼容的语言，C++保留了一部分过程式语言的特点（被世人称为“不彻底地面向对象”），因而它可以定义不属于任何类的全局变量和函数。但是，C++毕竟是一种面向对象的程序设计语言，为了支持函数的重载，C++对全局函数的处理方式与C有明显的不同。
　　2.从标准头文件说起
　　某企业曾经给出如下的一道面试题：
　　面试题
　　为什么标准头文件都有类似以下的结构？
#ifndef __INCvxWorksh
#define __INCvxWorksh 
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif 
/*...*/ 
#ifdef __cplusplus
}
#endif 
#endif /* __INCvxWorksh */
　　分析
　　显然，头文件中的编译宏“#ifndef __INCvxWorksh、#define __INCvxWorksh、#endif” 的作用是防止该头文件被重复引用。
　　那么
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif 
#ifdef __cplusplus
}
#endif
　　的作用又是什么呢？我们将在下文一一道来。
　　3.深层揭密extern "C"
　　extern "C" 包含双重含义，从字面上即可得到：首先，被它修饰的目标是“extern”的；其次，被它修饰的目标是“C”的。让我们来详细解读这两重含义。
　　被extern "C"限定的函数或变量是extern类型的；
　　extern是C/C++语言中表明函数和全局变量作用范围（可见性）的关键字，该关键字告诉编译器，其声明的函数和变量可以在本模块或其它模块中使用。记住，下列语句：
　　extern int a;
　　仅仅是一个变量的声明，其并不是在定义变量a，并未为a分配内存空间。变量a在所有模块中作为一种全局变量只能被定义一次，否则会出现连接错误。
　　通常，在模块的头文件中对本模块提供给其它模块引用的函数和全局变量以关键字extern声明。例如，如果模块B欲引用该模块A中定义的全局变量和函数时只需包含模块A的头文件即可。这样，模块B中调用模块A中的函数时，在编译阶段，模块B虽然找不到该函数，但是并不会报错；它会在连接阶段中从模块A编译生成的目标代码中找到此函数。
　　与extern对应的关键字是static，被它修饰的全局变量和函数只能在本模块中使用。因此，一个函数或变量只可能被本模块使用时，其不可能被extern “C”修饰。
　　被extern "C"修饰的变量和函数是按照C语言方式编译和连接的；
　　未加extern “C”声明时的编译方式
　　首先看看C++中对类似C的函数是怎样编译的。
　　作为一种面向对象的语言，C++支持函数重载，而过程式语言C则不支持。函数被C++编译后在符号库中的名字与C语言的不同。例如，假设某个函数的原型为：
void foo( int x, int y );
　　该函数被C编译器编译后在符号库中的名字为_foo，而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字（不同的编译器可能生成的名字不同，但是都采用了相同的机制，生成的新名字称为“mangled name”）。
　　_foo_int_int这样的名字包含了函数名、函数参数数量及类型信息，C++就是靠这种机制来实现函数重载的。例如，在C++中，函数void foo( int x, int y )与void foo( int x, float y )编译生成的符号是不相同的，后者为_foo_int_float。
　　同样地，C++中的变量除支持局部变量外，还支持类成员变量和全局变量。用户所编写程序的类成员变量可能与全局变量同名，我们以"."来区分。而本质上，编译器在进行编译时，与函数的处理相似，也为类中的变量取了一个独一无二的名字，这个名字与用户程序中同名的全局变量名字不同。
　　未加extern "C"声明时的连接方式
　　假设在C++中，模块A的头文件如下：
// 模块A头文件　moduleA.h
#ifndef MODULE_A_H
#define MODULE_A_H
int foo( int x, int y );
#endif
　　在模块B中引用该函数：
// 模块B实现文件　moduleB.cpp
#include "moduleA.h"
foo(2,3);
　　实际上，在连接阶段，连接器会从模块A生成的目标文件moduleA.obj中寻找_foo_int_int这样的符号！
　　加extern "C"声明后的编译和连接方式
　　加extern "C"声明后，模块A的头文件变为：
// 模块A头文件　moduleA.h
#ifndef MODULE_A_H
#define MODULE_A_H
extern "C" int foo( int x, int y );
#endif
　　在模块B的实现文件中仍然调用foo( 2,3 )，其结果是：
　　（1）模块A编译生成foo的目标代码时，没有对其名字进行特殊处理，采用了C语言的方式；
　　（2）连接器在为模块B的目标代码寻找foo(2,3)调用时，寻找的是未经修改的符号名_foo。
　　如果在模块A中函数声明了foo为extern "C"类型，而模块B中包含的是extern int foo( int x, int y ) ，则模块B找不到模块A中的函数；反之亦然。//因为不匹配，extern int foo( int x, int y )按照C++方式编译。
　　所以，可以用一句话概括extern “C”这个声明的真实目的（任何语言中的任何语法特性的诞生都不是随意而为的，来源于真实世界的需求驱动。我们在思考问题时，不能只停留在这个语言是怎么做的，还要问一问它为什么要这么做，动机是什么，这样我们可以更深入地理解许多问题）：
　　实现C++与C及其它语言的混合编程。
　　明白了C++中extern "C"的设立动机，我们下面来具体分析extern "C"通常的使用技巧。
　　4.extern "C"的惯用法
　　（1）在C++中引用C语言中的函数和变量，在包含C语言头文件（假设为cExample.h）时，需进行下列处理：
extern "C"
{
#include "cExample.h"
}
　　而在C语言的头文件中，对其外部函数只能指定为extern类型，C语言中不支持extern "C"声明，在.c文件中包含了extern "C"时会出现编译语法错误。
　　笔者编写的C++引用C函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下：
/* c语言头文件：cExample.h */
#ifndef C_EXAMPLE_H
#define C_EXAMPLE_H
extern int add(int x,int y);
#endif
/* c语言实现文件：cExample.c */
#include "cExample.h"
int add( int x, int y )
{
return x + y;
}
// c++实现文件，调用add：cppFile.cpp
extern "C" 
{
#include "cExample.h"
}
int main(int argc, char* argv[])
{
add(2,3); 
return 0;
}
　　如果C++调用一个C语言编写的.DLL时，当包括.DLL的头文件或声明接口函数时，应加extern "C" {　}。
　　（2）在C中引用C++语言中的函数和变量时，C++的头文件需添加extern "C"，但是在C语言中不能直接引用声明了extern "C"的该头文件，应该仅将C文件中将C++中定义的extern "C"函数声明为extern类型。
　　笔者编写的C引用C++函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下：
//C++头文件 cppExample.h
#ifndef CPP_EXAMPLE_H
#define CPP_EXAMPLE_H
extern "C" int add( int x, int y );
#endif
//C++实现文件 cppExample.cpp
#include "cppExample.h"
int add( int x, int y )
{
return x + y;
}
/* C实现文件 cFile.c
/* 这样会编译出错：#include "cExample.h" */
extern int add( int x, int y );
int main( int argc, char* argv[] )
{
add( 2, 3 ); 
return 0;
}
　　如果深入理解了第3节中所阐述的extern "C"在编译和连接阶段发挥的作用，就能真正理解本节所阐述的从C++引用C函数和C引用C++函数的惯用法。对第4节给出的示例代码，需要特别留意各个细节。
转载地址：http://www.cppblog.com/Macaulish/archive/2008/06/17/53689.html
博主补充一点体会
在用“动态反射”方式调用动态链接库的函数时，
eg:
typedef StubBase * (* func)();
func fun = (func)GetProcAddress(dllhandle,LPCSTR("methodName"));
为了让这种动态反射能够成功，最好在dll的实现代码里面使用extern "C"来修饰。如下：
extern "C" {
__declspec( dllexport ) StubBase * methodName(){
   StubBase * x = new StubBase();
   return x;
}}
这样做能够保证在动态反射函数地址时，编译器编译函数名的方式是一样的，都按照C语言格式编译。