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C语言中extern关键字详解

C语言中extern关键字详解

作者:华清远见武汉华嵌 技术支持 曹伟东

内容清单:

  1. 用extern声明外部变量

(1)在一个文件内声明的外部变量

(2)在多个文件中声明外部变量

(3)在多个文件中声明外部结构体变量

  1. 用extern声明外部函数

  2. 总结

1.  用extern声明外部变量

定义:外部变量是指在函数或者文件外部定义的全局变量。外部变量定义必须在所有的函数之外,且只能定义一次。

(1)      在一个文件内声明的外部变量

作用域:如果在变量定义之前要使用该变量,则在用之前加extern声明变量,作用域扩展到从声明开始,到本文件结束。

例子:

#include <stdio.h>

int max(int x,int y);     //函数提前声明

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

{

int result;

extern int X;     //外部变量声明

extern int Y;

result = max(X,Y);

printf("the max value is %d\n",result);

return 0;

}

int X = 10;            //定义外部变量

int Y = 20;

int max(int x, int y)

{

return (x>y ? x : y);

}

其中,用extern声明外部变量时,类型名可以省略。例如,“extern int X;”,可以改写成“extern X;”。

小结:这种用方法简单,实用性不大。

(2)      在多个文件中声明外部变量

作用域:如果整个工程由多个文件组成,在一个文件中想引用另外一个文件中已经定义的外部变量时,则只需在引用变量的文件中用extern关键字加以声明即可。可见,其作用域从一个文件扩展到多个文件了。

例子:

文件a.c的内容:

#include <stdio.h>

int BASE=2;                       //变量定义

int exe(int x);                   //外部函数提前声明

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

{

int a=10;

printf("%d^%d = %d\n",BASE,a,exe(a));

return 0;

}

文件b.c的内容:

#include <stdio.h>

extern BASE;                //外部变量声明

int exe(int x)

{

int i;

int ret=1;

for(i=0;i<x;i++)

{

ret*=BASE;

}

return ret;

}

利用gcc工具编译gcc a.c b.c –o demo,再运行./demo,结果为2^10 = 1024。其中,在a.c文件中定义BASE=2,在b.c中引用BASE时,需要用extern关键字声明其为外部变量,否则编译会找不到该变量。

小结:对于多个文件的工程,可以采用这种方法来操作。实际工程中,对于模块化的程序文件,在其文件中可以预先留好外部变量的接口,也就是只采用extern声明变量,不定义变量,也通常在模块程序的头文件中声明,在使用该模块时,只需要在使用时定义一下即可,如上述b.c文件,做好相应的函数接口,留好需要改变BASE值的声明,在需要使用该模块时,只需要在调用的文件中定义具体的值即可。

引用外部变量和通过函数形参值传递变量的区别:用extern引用外部变量,可以在引用的模块内修改其值,而形参值传递的变量则不能修改其值,除非是地址传递。

因此,如果多个文件同时对需要应用的的变量进行同时操作,可能会修改该变量,类似于形参的地址传递,从而影响其他模块的使用,因此,要慎重使用。

(3)      在多个文件中声明外部结构体变量

前面一节中,只是适合一般变量的外部声明,但是对于声明外部结构体变量时,则有些不同,需要加以注意。

例子:

文件a.c的内容:

#include <stdio.h>

#include "b.h"

#include "c.h"

A_class local_post={1,2,3};     //全局变量

A_class next_post={10,9,8};     //全局变量

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

{

A_class ret;

print("first point",local_post);

print("second point",next_post);

ret=fun(local_post,next_post);

printf("the vector is (%d,%d,%d)\n",ret.x,ret.y,ret.z);

return 0;

}

文件b.h的内容:

#ifndef __B_H

#define __B_H

#if   1

typedef struct{

int x;

int y;

int z;

}A_class;

#endif

extern A_class local_post;  //外部结构体变量声明

extern A_class fun(int x,int y,int z);       //接口函数声明

#endif

文件b.c的内容:

#include <stdio.h>

#include "b.h"

A_class fun(A_class first,A_class next)

{

A_class ret;

ret.x=next.x-first.x;

ret.y=next.y-first.x;

ret.z=next.z-first.z;

return (ret);

}

文件c.h的内容:

#ifndef __C_H

#define __C_H

extern int print(char *,A_class post);

#endif

文件c.c的内容:

#include <stdio.h>

#include "b.h"

int print(char *str,A_class post)

{

printf("%s : (%d,%d,%d)\n",str,post.x,post.y,post.z);

return 0;

}

利用gcc工具编译gcc a.c b.c c.c–o demo,再运行./demo,结果为

first point : (1,2,3)

second point : (10,9,8)

the vector is (9,8,5)

小结:在a.c文件中定义全局变量A_class local_post结构体,并且调用b.c中的接口函数A_class fun(int x,int y,int z)和c.c中int print(char *str,A_class post),在b.h中声明外部结构体变量local_post,同时,需要对其类型A_class进行实现,在b.h文件中,如果屏蔽掉A_class的实现,而在b.h以外的文件中实现,此时编译时就会出错,由于c.c文件中用到A_class定义的类型,所以需要在该文件中包含b.h。

这里需要说明的是,如果调用外部结构体等多层结构体变量时,需要对这种变量进行实现,使用时,加上模块的头文件即可,否则会报错。

实际工程中,模块化程序文件,一般提供一个.c和一个.h文件,其中.h文件被.c文件调用,.h文件中实现。

2. 用extern声明外部函数

a.      定义函数时,在函数返回值类型前面加上extern关键字,表示此函数时外部函数,可供其他文件调用,如extern int func (int x,int y),C语言规定,此时extern可以省略,隐形为外部函数。

b.      调用此函数时,需要用extern对函数作出声明。

作用域:使用extern声明能够在一个文件中调用其他文件的函数,即把被调用函数的作用域扩展到本文件。C语言中规定,声明时可以省略extern。

例子:

文件a.c的内容:

#include <stdio.h>

#include "b.h"

int main()

{

int x=10,y=5;

printf("x = 10,y = 5\n");

printf("x + y = %d\n",add(x,y));

printf("x - y = %d\n",sub(x,y));

printf("x * y = %d\n",mult(x,y));

printf("x / y = %d\n",div(x,y));

return 0;

}

文件b.h的内容:

#ifndef __F_H

#define __F_H

extern int add(int x,int y);

extern int sub(int x,int y);

extern int mult(int x,int y);

extern int div(int x,int y);

#endif

文件b.c的内容:

#include <stdio.h>

int add(int x,int y)

{

return(x+y);

}

int sub(int x,int y)

{

return(x-y);

}

int mult(int x,int y)

{

return(x*y);

}

int div(int x,int y)

{

if(y!=0)

{

return(x/y);

}

printf("mult() fail!the second para can not be zero!\n ");

return(-1);

}

利用gcc工具编译gcc a.c b.c –o demo,再运行./demo,结果为

x = 10,y = 5

x + y = 15

x - y = 5

x * y = 50

x / y = 2。

小结:由上面简单的例子可以看出,在b.h文件中声明好b.c的函数,使用时,只需要在a.c中包含#include “b.h”头文件即可,这样就可以使用b.c的接口函数了,在实际工程中,通常也是采用这种方式,.c文件中实现函数,.h文件中声明函数借口,需要调用.c文件的函数接口时,只需包含.h头文件即可。

3.  总结

在实际工程中,有两种情况比较多。一是利用extern只声明外部函数,不需要传递需要外部声明的变量,一个模块化接口文件对应一个声明接口的头文件,需要调用接口函数时,只需要包含其头文件。二是利用用extern声
明外部函数,同时声明需要传递的外部变量,做法和第一种情况一样,声明都放在头文件中,但是,模块文件也需要包含该头文件。另外,如果结构体等比较复杂的
变量,则需要包含其定义的头文件。另外,定义的外部变量属于全局变量,其存储方式为静态存储,生存周期为整个程序的生存周期。

博主
zhangly@ihep.ac.cn
laiyuzhang's Blog
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