extern关键字

extern 关键字

在 C++ 中，extern 是一个关键字，用来 声明 一个变量或函数是在其他文件（或作用域）中定义的，从而允许在多个文件中共享变量或函数定义。extern 主要用于 跨文件访问变量或函数，是实现多文件模块化编程的常用手段。

详细用法解析

用于变量

// file1.cpp
int globalVar = 42;  // 定义变量

// file2.cpp
extern int globalVar;  // 声明变量，告诉编译器它在别处定义

#include <iostream>
int main() {
    std::cout << globalVar << std::endl;
    return 0;
}

编译方法（用 g++）：

g++ file1.cpp file2.cpp -o program

链接器会在链接阶段把 file1.cpp 中的定义和 file2.cpp 的引用匹配起来。

虽然 file2.cpp 可以不用头文件，但通常建议用头文件统一声明，例如：

// globals.h
extern int globalVar;

// file1.cpp
#include "globals.h"
int globalVar = 42;  // 定义

// file2.cpp
#include "globals.h"
#include <iostream>

int main() {
    std::cout << globalVar << std::endl;
    return 0;
}

• 避免在多个源文件中重复写 extern int globalVar;
• 如果变量类型或名字改了，只需改头文件，保持一致性

用于函数

函数默认具有外部链接属性，因此即使不写 extern，也能跨文件使用。但加上 extern 更显式。

file1.cpp

// file1.cpp
void sayHello() {
    std::cout << "Hello from file1!" << std::endl;
}

// file2.cpp
#include <iostream>
extern void sayHello();  // 声明函数

int main() {
    sayHello();
    return 0;
}

虽然可以直接声明 extern，但推荐通过头文件统一声明：

// hello.h
#pragma once
#include <iostream>
void sayHello();

// file1.cpp
#include "hello.h"

void sayHello() {
    std::cout << "Hello from file1!" << std::endl;
}

// file2.cpp
#include "hello.h"

int main() {
    sayHello();
    return 0;
}

• 避免在多个源文件中重复写函数声明
• 保证函数签名一致，防止类型不匹配
• 易于维护：修改函数签名只需改头文件

调用 C 语言函数

C++ 和 C 的名字修饰不同

在 C++ 中，函数名会被编译器修饰（mangle），以支持函数重载。

void foo(int);
void foo(double);

• C++ 会把这两个函数的名字改为内部符号（伪代码）：

_Z3fooi        // foo(int)
_Z3food        // foo(double)

但在 C 语言中，不支持函数重载，函数名直接就是原始名字，：

void foo();  // 编译后就是符号 foo

C++ 想调用一个用 C 写的函数怎么办？

如果在 C++ 中写：

void c_function();  // 默认是 C++ 链接方式，编译器可能找不到符号

但是实际这个函数是 C 写的、编译出来的符号叫 c_function（没有被修饰），C++ 链接器就找不到它，会报错：

undefined reference to `c_function`

正确做法

加 extern "C"，禁用 C++ 的 name mangling：

extern "C" void c_function(); // 告诉编译器用 C 的方式来链接

举个实际例子

// c_code.c
#include <stdio.h>

void say_hello() {
    printf("Hello from C!\n");
}

// main.cpp
extern "C" void say_hello();  // 告诉编译器：这是 C 函数

int main() {
    say_hello();
    return 0;
}

编译：

gcc -c c_code.c
g++ main.cpp c_code.o -o program

extern "C" 块状写法

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void c_function1();
void c_function2();

#ifdef __cplusplus
}
#endif

这样写可以让头文件在 C 和 C++ 中都能兼容使用。

写法	含义
extern "C"	用 C 的方式链接（关闭 C++ 的函数名修饰）
extern "C" { ... }	一组函数都按 C 的方式链接
extern "C" + C 头文件	C++ 调用 C 编写的库的标准做法

与 static 的对比

关键词	作用域	链接类型	是否跨文件共享
extern	全局或局部	外部链接	可以
static	文件内部或函数	内部链接	不可以

注意事项

extern 是声明，不是定义

extern int x; // 声明，不分配内存
int x = 10;   // 定义，分配内存

如果没有定义就使用，会链接错误（Linker Error）

extern int x;
int main() {
    std::cout << x; // 如果没有定义 x，会链接失败
}

写法	声明（Declaration）	定义（Definition）	内存分配	说明
int x;	隐含声明	是定义	分配内存（全局/BSS 或栈）	未初始化的全局变量自动为 0，局部变量值未定义
int x = 42;	隐含声明	是定义	分配内存并初始化	全局变量放在已初始化数据段，局部变量放在栈上
extern int x;	仅声明	不是定义	不分配内存	告诉编译器变量定义在别的地方
extern int x = 42; (C++17+)	声明	定义	分配内存并初始化	同时声明和定义，允许在 C++17 及以后版本使用