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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(fēng)

1、基本解釋

extern可以置于變量或者函數(shù)前，以標(biāo)示變量或者函數(shù)的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函數(shù)時(shí)在其他模塊中尋找其定義。

另外，extern也可用來進(jìn)行鏈接指定。

2、問題：extern 變量

在一個(gè)源文件里定義了一個(gè)數(shù)組：

char a[6];

在另外一個(gè)文件里用下列語句進(jìn)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(yùn)行時(shí)會告訴你非法訪問。原因在于，指向類型T的指針并不等價(jià)于類型T的數(shù)組。extern char *a聲明的是一個(gè)指針變量而不是字符數(shù)組，因此與實(shí)際的定義不同，從而造成運(yùn)行時(shí)非法訪問。應(yīng)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(xiàn)非法內(nèi)存訪問。

3)、這提示我們，在使用extern時(shí)候要嚴(yán)格對應(yīng)聲明時(shí)的格式，在實(shí)際編程中，這樣的錯(cuò)誤屢見不鮮。

4)、extern用在變量聲明中常常有這樣一個(gè)作用，你在*.c文件中聲明了一個(gè)全局的變量，這個(gè)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(shù)1

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

答案與分析：

如果函數(shù)的聲明中帶有關(guān)鍵字extern，僅僅是暗示這個(gè)函數(shù)可能在別的源文件里定義，沒有其它作用。即下述兩個(gè)函數(shù)聲明沒有明顯的區(qū)別：

extern int f(); 和int f();

當(dāng)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(shù)，在一些復(fù)雜的項(xiàng)目中，我比較習(xí)慣在所有的函數(shù)聲明前添加extern修飾。

4、問題：extern 函數(shù)2

當(dāng)函數(shù)提供方單方面修改函數(shù)原型時(shí)，如果使用方不知情繼續(xù)沿用原來的extern申明，這樣編譯時(shí)編譯器不會報(bào)錯(cuò)。但是在運(yùn)行過程中，因?yàn)樯倭嘶蛘叨嗔溯斎雲(yún)?shù)，往往會照成系統(tǒng)錯(cuò)誤，這種情況應(yīng)該如何解決？

答案與分析：

目前業(yè)界針對這種情況的處理沒有一個(gè)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(diào)用方include該頭文件，從而省去extern這一步。以避免這種錯(cuò)誤。

寶劍有雙鋒，對extern的應(yīng)用，不同的場合應(yīng)該選擇不同的做法。

5、問題：extern "C"

在C++環(huán)境下使用C函數(shù)的時(shí)候，常常會出現(xiàn)編譯器無法找到obj模塊中的C函數(shù)定義，從而導(dǎo)致鏈接失敗的情況，應(yīng)該如何解決這種情況呢？

答案與分析：

C++語言在編譯的時(shí)候?yàn)榱私鉀Q函數(shù)的多態(tài)問題，會將函數(shù)名和參數(shù)聯(lián)合起來生成一個(gè)中間的函數(shù)名稱，而C語言則不會，因此會造成鏈接時(shí)找不到對應(yīng)函數(shù)的情況，此時(shí)C函數(shù)就需要用extern "C"進(jìn)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(shù)名。

下面是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的寫法：

//在.h文件的頭上

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

…

…

//.h文件結(jié)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(biāo)是“extern”的；

其二：被它修飾的目標(biāo)是"C"的。

1）被extern "C" 限定的函數(shù)或變量是extern類型的；

extern是C/C++語言中表明函數(shù)和全局變量作用范圍（可見性）的關(guān)鍵字，該關(guān)鍵字告訴編譯器，其聲明的函數(shù)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(gè)變量，并不是定義變量a，并未為a分配內(nèi)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(xiàn)連接錯(cuò)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(shù)和全局變量以關(guān)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(shù)時(shí)只需包含模塊A的頭文件即可。這樣，模塊B中調(diào)用模塊A中的函數(shù)時(shí)，在編譯階段，模塊B雖然找不到該函數(shù)，但是并不會報(bào)錯(cuò)，它會在連接階段中從模塊A編譯生成的目標(biāo)代碼中找到此函數(shù)。

與extern對應(yīng)的關(guān)鍵字是static，被它修飾的全局變量和函數(shù)只能在本模塊中使用。因此，一個(gè)函數(shù)或變量只可能被本模塊使用時(shí)，其不可能被extern "C"修飾。

2）被extern "C"修飾的變量和函數(shù)是按照C語言方式編譯和連接的

作為一種面向?qū)ο蟮恼Z言，C++支持函數(shù)重載，而過程式語言C則不支持。函數(shù)被C++編譯后在符號庫中的名字與C語言的不同。例如，假設(shè)某個(gè)函數(shù)的原型為：void foo(int x, int y);

該函數(shù)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(chǎn)生像_foo_int_int之類的名字（不同的編譯器可能產(chǎn)生的名字不同，但是都采用了相同的機(jī)制）。_foo_int_int這樣的名字包含了函數(shù)名、函數(shù)參數(shù)數(shù)量及類型信息，C++就是靠這種機(jī)制來實(shí)現(xiàn)函數(shù)重載的。例如，在C++中，函數(shù)void foo(int x, int y)與void foo(int x, float y)編譯產(chǎn)生的符號是不相同的，后者為_foo_int_float。

extern "C"作用：實(shí)現(xiàn)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(shù)和變量，在包含C語言頭文件（假設(shè)為cExample.h）時(shí)，需進(jìn)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(shù)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(shí)會出現(xiàn)編譯語法錯(cuò)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(shí)現(xiàn)文件：cExample.c*/

#include "cExample.h"

int add(int x, int y)

{

return x+y;

}

//c++實(shí)現(xiàn)文件，調(diào)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(shù)和變量時(shí)，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(yīng)該僅將C文件中將C++中定義的extern "C"函數(shù)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(shí)現(xiàn)文件 cppExample.cpp

#include "cppExample.h"

int add(int x, int y)

{

return x+y;

}

/*C實(shí)現(xiàn)文件cFile.c */
//這樣會編譯出錯(cuò)：#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(shí)候，對函數(shù)名進(jìn)行修飾，用于實(shí)現(xiàn)函數(shù)充載，而c里面沒有這個(gè)，所以需要用extern "C" 在對頭文件進(jìn)行聲明的時(shí)候加以區(qū)分。這個(gè)用于鏈接的時(shí)候進(jìn)行函數(shù)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(fù)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(fù)合語句形式的鏈接指示符

extern "C" {
int printf( const char*

);
int scanf( const char*

);
}

// 復(fù)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(318) 評論(0) 編輯收藏引用

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