C++中extern关键字详解：不同情况下的使用方式

在 C++ 中，extern 关键字主要用于声明变量或函数是在其他文件中定义的，从而可以在当前文件中使用这些变量或函数。下面详细介绍 extern 修饰全局变量、函数等的用法区别以及注意事项。

修饰全局变量

详细介绍

当 extern 用于修饰全局变量时，它只是对变量进行声明，而不是定义。声明意味着告诉编译器该变量在其他地方已经被定义了，当前文件可以使用这个变量，但不会为该变量分配内存空间。

使用示例

假设我们有两个文件 file1.cpp 和 file2.cpp。
file1.cpp

// 定义全局变量
int globalVar = 10;

file2.cpp

#include <iostream>
// 声明全局变量
extern int globalVar;
int main() {
    std::cout << "The value of globalVar is: " << globalVar << std::endl;
    return 0;
}

在 file2.cpp 中，使用 extern 声明了 globalVar，这样就可以在 main 函数中使用这个在 file1.cpp 中定义的全局变量。

注意事项

• 定义和声明的区别：定义会为变量分配内存空间，而声明只是告诉编译器该变量的存在。全局变量只能被定义一次，但可以被多次声明。
• 作用域：extern 声明的全局变量的作用域从声明处开始，到文件结束。如果需要在多个文件中使用同一个全局变量，只需在一个文件中进行定义，在其他需要使用的文件中进行声明。

修饰函数

详细介绍

extern 也可以用于修饰函数，和修饰全局变量类似，它主要用于声明函数。在 C++ 中，函数的声明可以省略 extern 关键字，因为函数默认是具有外部链接属性的，即可以在不同文件中被调用。不过，使用 extern 可以更明确地表示该函数是在其他文件中定义的。

使用示例

file1.cpp

#include <iostream>
// 定义函数
void printMessage() {
    std::cout << "Hello from file1!" << std::endl;
}

file2.cpp

// 声明函数
extern void printMessage();
int main() {
    printMessage();
    return 0;
}

在 file2.cpp 中，使用 extern 声明了 printMessage 函数，然后在 main 函数中调用该函数。

注意事项

• 函数声明的省略：在 C++ 中，函数声明时 extern 关键字可以省略，因为函数默认具有外部链接属性。例如，上述 file2.cpp 中的声明也可以写成 void printMessage();。
• 函数定义和声明的一致性：函数的声明和定义必须保持一致，包括函数名、参数列表和返回类型。

extern “C” 的用法

详细介绍

在 C++ 中，由于函数名会进行名称修饰（Name Mangling）以支持函数重载等特性，而 C 语言没有这个机制。当需要在 C++ 代码中调用 C 语言编写的函数，或者在 C 代码中调用 C++ 编写的函数时，就需要使用 extern “C” 来告诉编译器按照 C 语言的方式处理函数名。

使用示例

c_function.c

#include <stdio.h>
// C 语言函数定义
void cFunction() {
    printf("This is a C function.\n");
}

cpp_file.cpp

#include <iostream>
// 告诉编译器按照 C 语言的方式处理函数名
extern "C" {
    void cFunction();
}
int main() {
    cFunction();return 0;
}

在 cpp_file.cpp 中，使用 extern “C” 声明了 cFunction，这样 C++ 编译器就会按照 C 语言的方式处理该函数名，从而可以正确调用 C 语言编写的函数。

注意事项

• 适用场景：extern “C” 主要用于处理 C++ 和 C 语言之间的函数调用问题。在纯 C++ 代码中，如果不需要与 C 代码交互，一般不需要使用 extern “C”。
• 头文件的使用：为了让 C 和 C++ 代码都能包含同一个头文件，可以使用条件编译来处理 extern “C”。例如：

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
    // 函数声明
    void someFunction();
#ifdef __cplusplus
}
#endif

综上所述，extern 关键字在 C++ 中主要用于声明外部定义的变量和函数，以及处理 C++ 和 C 语言之间的函数调用问题。正确使用 extern 可以方便地在不同文件中共享变量和函数，同时需要注意定义和声明的区别以及相关的注意事项。