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  • extern作用详解

    extern 作用1:声明外部变量
    现代编译器一般采用按文件编译的方式,因此在编译时,各个文件中定义的全局变量是
    互相透明的,也就是说,在编译时,全局变量的可见域限制在文件内部。

    例1:
    创建一个工程,里面含有A.cpp和B.cpp两个简单的C++源文件:
    //A.cpp:
    int iRI;
    int main()
    {
    //.....
    }

    //B.cpp
    int iRI;

    gcc A.cpp -c
    gcc B.cpp -c
    编译出A.o, B.o都没有问题。
    但当gcc A.o B.o -o test时,
    main.o:(.bss+0x0): multiple definition of `iRI'
    b.o:(.bss+0x0): first defined here
    报错:重定义。
    (但有个非常意外的发现:当同样的代码,使用A.c B.c.并使用gcc编译时,竟然不会报重定义的错误,非常不明白是怎么回事。)
    这就是说,在编译阶段,各个文件中定义的全局变量相互是透明的,编译A时觉察不到B中也定义了i,同样,编译B时觉察不到A中也定义了i。
    但是到了链接阶段,要将各个文件的内容“合为一体”,因此,如果某些文件中定义的全局变量名相同的话,在这个时候就会出现错误,也就是上面提示的重复定义的错误。因此,各个文件中定义的全局变量名不可相同。

    但如果用下列方式:在B.cpp中定义iRI;在A.cpp中直接使用。则编译A.cpp时就无法通过。
    //A.cpp
    int main()
    {
    iRI=64;
    }

    //B.cpp
    int iRI;

    gcc A.cpp -c
    was not declared in this scope.


    因为编译器按照文件方式编译,所以编译A.cpp时,并不知道B.cpp中定义了iRI。
    也就是说:文件中定义的全局变量的可见性扩展到整个程序是在链接完成之后,而在编译阶段,他们的可见性仍局限于各自的文件。
    解决方案如下:
    编译器的目光不够长远,编译器没有能够意识到,某个变量符号虽然不是本文件定义的,但是它可能是在其它的文件中定义的。
    虽然编译器不够远见,但是我们可以给它提示,帮助它来解决上面出现的问题。这就是extern的作用了。
    extern的原理很简单,就是告诉编译器:“你现在编译的文件中,有一个标识符虽然没有在本文件中定义,但是它是在别的文件中定义的全局变量,你要放行!”
    //A.cpp:
    extern int iRI;
    int main()
    {
    iRI = 64;
    //.....
    }

    //B.cpp
    int iRI;
    这样编译就能够通过。
    extern int iRI; //并未分配空间,只是通知编译器,在其它文件定义过iRI。


    extern 作用2:在C++文件中调用C方式编译的函数
    C方式编译和C++方式编译
    相对于C,C++中新增了诸如重载等新特性。所以全局变量和函数名编译后的命名方式有很大区别。
    int a;
    int functionA();
    对于C方式编译:
    int a;=> _a
    int functionA(); => _functionA
    对于C++方式编译:
    int a; =>xx@xxx@a
    int functionA(); => 
    xx@xx@functionA
    可以看出,因为要支持重载,所以C++方式编译下,生成的全局变量名和函数名复杂很多。与C方式编译的加一个下划线不同。
    于是就有下面几种情况:
    例2:C++调用C++定义的全局变量
    //A.cpp:
    extern int iRI;
    int main()
    {
    iRI = 64;
    //.....
    }
    //B.cpp
    int iRI;
    gcc A.cpp -c
    gcc B.cpp -c
    gcc A.o B.o -o test
    那么在编译链接时都没问题。

    例3:C++调用C定义的全局变量
    //A.cpp:
    extern int iRI;
    int main()
    {
    iRI = 64;
    //.....
    }
    //B.c
    int iRI;
    编译时没有问题,
    gcc A.cpp -c
    gcc B.c -c
    但链接时,gcc B.o A.o -o test
    则会报iRI没有定义。为什么呢?
    因为gcc看到A.cpp,就使用C++方式编译,看到B.c,就使用C方式编译。
    所以在A.cpp中的iRI=>XXX@XXX_iRI;
    而B.c中iRI=〉_iRI;
    所以在链接时,A.cpp想找到
    XXX@XXX_iRI,当然找不到。所以就需要告诉编译器,iRI是使用C方式编译的。
    //A.cpp:
    extern "C"
    {
    int iRI;
    }
    int main()
    { iRI = 64;
    //.....
    }
    //B.c
    int iRI;
    这样,当编译A.cpp时,编译器就知道iRI为C方式编译的。就会使用 _iRI。这样B.c提供的_iRI就可以被A.cpp找到了。

    例4:C++调用C定义的function
    //A.cpp
    extern int functionA();

    int main()
    {
    functionA();
    }

    //B.c
    int functionA()
    {
    //....
    }
    gcc A.cpp -c
    gcc B.c -c
    都没有问题。但同样的,gcc A.o B.o -o test
    则报错,找不到functionA();
    这是因为gcc将A.cpp认为是C++方式编译,B.c是C方式编译。
    所以functionA在B.c中为:_functionA. 在A.cpp中为:
    XX@XXX_functionA
    所以在链接时A.cpp找不到XX@XX_function.
    于是需要通知编译器,functionA()是C方式编译命名的。
    //A.cpp
    extern "C"
    {
    int functionA();
    }
    int main()
    {
    functionA();
    }

    //B.c
    int functionA()
    {
    //....
    }
    于是,编译链接都可以通过。

    总结:

    extern "C"
    {
    functionA();
    }//不止是声明,并且还指出:这个function请用C方式编译。所以不需要再次extern.
    extern"C"
    {
    extern functionA();
    }//这样做没什么太大意义。


    1 基本解释

      extern可以置于变量或者函数 前,以标示变量或者函数 的定义在别的文件中,提示编译器遇到此变量和函数 时在其他模块中寻找其定义。

      另外,extern也可用来进行链接指定。

    2 问题:extern 变量 

      在一个源文件里定义了一个数组:char a[6];
      在另外一个文件里用下列语句进行了声明:extern char *a;
      请问,这样可以吗?

    3 问题:extern 函数 1 

      常常见extern放在函数 的前面成为函数 声明的一部分,那么,C语言 的关键字extern在函数 的声明中起什么作用?

      答案与分析:

      如果函数 的声明中带有关键字extern,仅仅是暗示这个函数 可能在别的源文件里定义,没有其它作用。即下述两个函数 声明没有明显的区别:

    extern int f(); 和int f();
      当然,这样的用处还是有的,就是在程序中取代include “*.h”来声明函数 ,在一些复杂的项目中,我比较习惯在所有的函数 声明前添加extern修饰。


      答案与分析:
      1)、不可以,程序运行时会告诉你非法访问。原因在于,指向类型T的指针 并不等价于类型T的数组。extern char *a声明的是一个指针 变量而不是字符数组,因此与实际的定义不同,从而造成运行时非法访问。应该将声明改为extern char a[ ]。

      2)、例子分析如下,如果a[] = "abcd",则外部变量a=0x61626364 (abcd的ASCII码值),*a显然没有意义

      显然a指向的空间(0x61626364)没有意义,易出现非法内存访问。

      3)、这提示我们,在使用extern时候要严格对应声明时的格式,在实际编程中,这样的错误屡见不鲜。

      4)、extern用在变量声明中常常有这样一个作用,你在*.c文件中声明了一个全局的变量,这个全局的变量如果要被引用,就放在*.h中并用extern来声明。

    4 问题:extern 函数 2 

      当函数 提供方单方面修改函数 原型时,如果使用方不知情继续沿用原来的extern申明,这样编译时编译器不会报错。但是在运行过程中,因为少了或者多了输入参数,往往会照成系统错误,这种情况应该如何解决?

      答案与分析:

      目前业界针对这种情况的处理没有一个很完美的方案,通常的做法是提供方在自己的xxx_pub.h中提供对外部接口 的声明,然后调用方include该头文件,从而省去extern这一步。以避免这种错误。

      宝剑有双锋,对extern的应用,不同的场合应该选择不同的做法。

    5 问题:extern “C”

      在

    t="_blank">C++ 环境下使用C函数 的时候,常常会出现编译器无法找到obj模块中的C函数 定义,从而导致链接失败的情况,应该如何解决这种情况呢?
      答案与分析:

      C++ 语言在编译的时候为了解决函数 的多态问题,会将函数 名和参数联合起来生成一个中间的函数 名称,而C语言 则不会,因此会造成链接时找不到对应函数 的情况,此时C函数 就需要用extern “C”进行链接指定,这告诉编译器,请保持我的名称,不要给我生成用于链接的中间函数 名。

      下面是一个标准的写法:

    //在.h文件的头上
    #ifdef __cplusplus
    #if __cplusplus
    extern "C"{
     #endif
     #endif /* __cplusplus */ 
     …
     …
     //.h文件结束的地方
     #ifdef __cplusplus
     #if __cplusplus
    }
    #endif
    #endif /* __cplusplus */

    引用:extern 'c'用法 
    2007-09-04 19:23:05
    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.
    它告诉编译器,其声明 的函数和变量可以在本模块或其它模块中使用。
    1。对于extern 变量来说, 仅仅是一个变量的声明,其并不是在定义分配内存空间 。如果该变量定义多次,会有连接错误
    2。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。 也就是说c文件里面定义,如果该函数或者变量与开放给外面,则在h文件中用extern 加以声明。所以外部文件只用include该h文件就可以了。 而且编译阶段,外面是找不到该函数的,但是不报错。link阶段会从定义模块生成的目标代码中找到此函数。
    3。 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。
    后面转载,阅读中。。。。。。。
      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!

      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。

      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"
    }

    /* 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;
    }

    //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;
    }

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