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水滴石穿C語言之extern聲明辨析

水滴石穿C語言之extern聲明辨析
作者：楚云風

1、基本解釋

extern可以置于變量或者函數前，以標示變量或者函數的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函數時在其他模塊中尋找其定義。

另外，extern也可用來進行鏈接指定。

2、問題：extern 變量

在一個源文件里定義了一個數組：

char a[6];

在另外一個文件里用下列語句進行了聲明：

extern char *a；

請問，這樣可以嗎？

答案與分析：

1)、不可以，程序運行時會告訴你非法訪問。原因在于，指向類型T的指針并不等價于類型T的數組。extern char *a聲明的是一個指針變量而不是字符數組，因此與實際的定義不同，從而造成運行時非法訪問。應該將聲明改為extern char a[ ]。

2)、例子分析如下，如果a[] = "abcd",則外部變量a=0x61626364、(abcd的ASCII碼值)，*a顯然沒有意義，

顯然a指向的空間（0x61626364）沒有意義，易出現非法內存訪問。

3)、這提示我們，在使用extern時候要嚴格對應聲明時的格式，在實際編程中，這樣的錯誤屢見不鮮。

4)、extern用在變量聲明中常常有這樣一個作用，你在*.c文件中聲明了一個全局的變量，這個全局的變量如果要被引用，就放在*.h中并用extern來聲明。

3、問題：extern 函數1

常常見extern放在函數的前面成為函數聲明的一部分，那么，C語言的關鍵字extern在函數的聲明中起什么作用？

答案與分析：

如果函數的聲明中帶有關鍵字extern，僅僅是暗示這個函數可能在別的源文件里定義，沒有其它作用。即下述兩個函數聲明沒有明顯的區別：

extern int f(); 和int f();

當然，這樣的用處還是有的，就是在程序中取代include "*.h"來聲明函數，在一些復雜的項目中，我比較習慣在所有的函數聲明前添加extern修飾。

4、問題：extern 函數2

當函數提供方單方面修改函數原型時，如果使用方不知情繼續沿用原來的extern申明，這樣編譯時編譯器不會報錯。但是在運行過程中，因為少了或者多了輸入參數，往往會照成系統錯誤，這種情況應該如何解決？

答案與分析：

目前業界針對這種情況的處理沒有一個很完美的方案，通常的做法是提供方在自己的xxx_pub.h中提供對外部接口的聲明，然后調用方include該頭文件，從而省去extern這一步。以避免這種錯誤。

寶劍有雙鋒，對extern的應用，不同的場合應該選擇不同的做法。

5、問題：extern "C"

在C++環境下使用C函數的時候，常常會出現編譯器無法找到obj模塊中的C函數定義，從而導致鏈接失敗的情況，應該如何解決這種情況呢？

答案與分析：

C++語言在編譯的時候為了解決函數的多態問題，會將函數名和參數聯合起來生成一個中間的函數名稱，而C語言則不會，因此會造成鏈接時找不到對應函數的情況，此時C函數就需要用extern "C"進行鏈接指定，這告訴編譯器，請保持我的名稱，不要給我生成用于鏈接的中間函數名。

下面是一個標準的寫法：

//在.h文件的頭上

#ifdef __cplusplus
extern "C"{
#endif /* __cplusplus */

…

…

//.h文件結束的地方

#ifdef __cplusplus
}
#endif /* __cplusplus */

extern "C" extern "C"包含雙重含義。

其一：被它修飾的目標是“extern”的；

其二：被它修飾的目標是"C"的。

1）被extern "C" 限定的函數或變量是extern類型的；

extern是C/C++語言中表明函數和全局變量作用范圍（可見性）的關鍵字，該關鍵字告訴編譯器，其聲明的函數和變量可以在本模塊或其他模塊中使用。

注意：extern int a；

僅僅是在聲明一個變量，并不是定義變量a，并未為a分配內存空間。變量a在所有模塊中作為一種全局變量只能被定義一次，否則會出現連接錯誤。

通常，在模塊的頭文件中對模塊提供給其他模塊引用的函數和全局變量以關鍵字extern聲明。例如，如果模塊B欲引用該模塊A中定義的全局變量和函數時只需包含模塊A的頭文件即可。這樣，模塊B中調用模塊A中的函數時，在編譯階段，模塊B雖然找不到該函數，但是并不會報錯，它會在連接階段中從模塊A編譯生成的目標代碼中找到此函數。

與extern對應的關鍵字是static，被它修飾的全局變量和函數只能在本模塊中使用。因此，一個函數或變量只可能被本模塊使用時，其不可能被extern "C"修飾。

2）被extern "C"修飾的變量和函數是按照C語言方式編譯和連接的

作為一種面向對象的語言，C++支持函數重載，而過程式語言C則不支持。函數被C++編譯后在符號庫中的名字與C語言的不同。例如，假設某個函數的原型為：void foo(int x, int y);

該函數被C編譯器編譯后在符號庫中的名字為_foo，而C++編譯器則會產生像_foo_int_int之類的名字（不同的編譯器可能產生的名字不同，但是都采用了相同的機制）。_foo_int_int這樣的名字包含了函數名、函數參數數量及類型信息，C++就是靠這種機制來實現函數重載的。例如，在C++中，函數void foo(int x, int y)與void foo(int x, float y)編譯產生的符號是不相同的，后者為_foo_int_float。

extern "C"作用：實現C++與C及其它語言的混合編程。

3） extern "C"的慣用法

A）在C++中引用C語言中的函數和變量，在包含C語言頭文件（假設為cExample.h）時，需進行下列處理：

extern "C"
{
#include "cExample.h"
}

而在C語言的頭文件中，對其外部函數只能指定為extern類型，C語言中不支持extern "C"聲明，在.c文件中包含了extern "C"時會出現編譯語法錯誤。

例如：

/*c語言頭文件：cExample.h*/

#ifndef C_EXAMPLE_H

#define C_EXAMPLE_H

extern int add(int x, int y);

#endif

/*c語言實現文件：cExample.c*/

#include "cExample.h"

int add(int x, int y)

{

return x+y;

}

//c++實現文件，調用add：cppFile.cpp

extern "C"

{

#include "cExample.h"

}

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

{

add(2,3);

return 0;

}

B)在C中引用C++語言中的函數和變量時，C++的頭文件需添加extern "C"，但是在C語言中不能直接引用聲明了extern "C"的頭文件，應該僅將C文件中將C++中定義的extern "C"函數聲明為extern類型。

例如：

//C++頭文件 cppExample.h

#ifndef CPP_EXAMPLE_H

#define CPP_EXAMPLE_H

extern "C" int add(int x, int y);

#endif

//C++實現文件 cppExample.cpp

#include "cppExample.h"

int add(int x, int y)

{

return x+y;

}

/*C實現文件cFile.c */
//這樣會編譯出錯：#include "cppExample.h"
extern int add(int x, int y);
int main(int argc, char *argv[]) {
add(2,3);
return 0;
}

extern "C"的用法

鏈接指示符extern "C"

c++編譯的時候，對函數名進行修飾，用于實現函數充載，而c里面沒有這個，所以需要用extern "C" 在對頭文件進行聲明的時候加以區分。這個用于鏈接的時候進行函數名查找。

編寫的鏈接指示符有兩種形式既可以是單一語句single statement 形式，

也可以是復合語句compound statement 形式

// 單一語句形式的鏈接指示符

extern "C" void exit(int);

// 復合語句形式的鏈接指示符

extern "C" {
int printf( const char*

);
int scanf( const char*

);
}

// 復合語句形式的鏈接指示符

extern "C" {
#include <cmath>
}

posted on 2010-10-23 18:41 天下閱讀(321) 評論(0) 編輯收藏引用

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