C/C++中的extern关键字详解

extern关键字

extern是c/c++语言中的一个关键字，用在变量或函数前面，作用是说明这个变量或函数是在别处定义的，要在此处引用

补充说明，在c/c++中，函数默认具有外部链接性，即可以不使用extern修饰函数
第一种情况，在一个源文件（c或cpp源文件）中，在前面的代码中引用后面定义的变量或函数；c/c++编译器要求在使用标识符之前必须有其声明，如果在前面的代码中使用后面声明定义的内容理论上是会报错的，通过extern告诉编译器这个变量/函数是在其他地方定义的
c 复制代码
int main() {

    extern int var_main; // 只能声明，不能赋值
    extern void func_main();

    func_main();

    printf("main(), var_main = %d\n", var_main);

    return 0;
}

int var_main = 100;

void func_main() {
    printf("func_main(), var_main = %d\n", var_main);
}

这里不得不提一下c/c++编译的流程：c/c++程序从源码到可执行文件，一共两个阶段，编译和链接

编译：将c/c++文件编译成目标文件（.o/.obj），这个阶段编译器只负责语法检查和生成机器指令的雏形，并不关心变量或函数的真正地址；

链接：编译器将所有的目标文件、库文件链接在一起，将每个符号对应到具体的内存地址，这时才需要确定函数或变量的地址；

所以extern关键字的作用就是在编译期告诉编译器，这个变量/函数是其他地方定义的，此时编译器也不需要直到具体是在哪里定义的，链接阶段会找到extern关键字修饰的变量/函数的真正地址
第二种情况，跨文件的extern，但是这里讲的是都是在c或者都是在c++文件之间的跨文件

都是在c或者都是在c++文件之间的跨文件都可以像下面这样使用，在一个源文件中extern另一个源文件中定义的内容；像上面讲的那样，编译期编译器只需要知道这些变量/函数是定义在其他地方的，链接的时候将extern_main.o和extern_other.o链接在一起，就可以找到这些变量/函数的具体地址
c 复制代码
// extern_main.c
int main() {

    extern int var_other;
    extern void func_other();

    func_other();
    printf("extern_main, var_other = %d\n", var_other);

    return 0;
}

// extern_other.c
int var_other = 99;

void func_other() {
    printf("func_other(), var_other = %d\n", var_other);
}

第三种情况，c++文件中extern c文件定义的内容

首先，要讲解一下c和c++的符号命名规则，在c语言中，编译器直接使用函数名作为符号名，比如在c文件中定义一个void foo();，编译后符号名还是foo；但是c++中因为支持函数重载、命名空间等特性，编译器会给函数名加上额外信息来区分，比如定义一个void foo(int);，编译后可能变成类似_Z3fooi，这就是所谓的名字修饰

所以如果直接在c++文件中使用extern引用c文件中定义的内容，c文件中有一个void print_hello();，c++中如果直接使用extern，链接时c++编译器实际找的符号可能是_Z11print_hellov这样的东西，但是c中的符号名和他不匹配，就会报错找不到定义

所以c++中引用c文件定义的内容需要使用extern "C"，比如
cpp 复制代码
extern "C" void foo();
extern "C" {
    void print_hello();
}
extern "C" int global_var;
如果是在c++的头文件中引用c文件定义的变量/函数，一般是
c++ 复制代码
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void print_hello();
extern int g_count;

#ifdef __cplusplus
}
#endif