c语言中的extern关键字
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。