[C++知识库]c语言 extern 的使用场景

这个题目也可以写作 “extern与包含头文件有什么区别？”
这是初学时容易感到困惑的点。

结论是：功能上很相似，但还是有细分的，谁也不能取代谁。

首先我们得知道，函数默认是 extern 的（c语言不能在函数中定义函数，也就没有局部函数的概念），而全局变量和函数本质一样，都是全局作用域内的地址区域。
也就是说我们讨论 extern 和包含头文件区别这个问题的基础是全局变量或者函数。下面以全局变量为例。

看完下面例子就知道问题的答案了。

首先，强烈不建议在头文件中定义变量。为什么？
简单来说，如果在头文件中定义全局变量，那么这个头文件只能被使用一次。看下面例子：

// a.h
#ifndef _A_H_
#define _A_H_

int g_a = 1;

#endif

// a.c
#include "a.h"

void func()
{
    g_a = g_a + 1;
}

// main.c
#include <stdio.h>
#include "a.h"

int main()
{
    printf("g_a = %d\n", g_a);
    return 0;
}

编译报错，因为重复定义了 g_a 。

我就是要在头文件中定义变量，如何改上面程序使其编译通过呢？

那就将上面两个 #include <stdio.h> 中的一个去掉，换成 extern int g_a; 。(extern 使用场景1)
造成的问题是一个如此简单的场景，源码理解起来都很困难。但更严重的是，头文件里基本不会只声明（定义）一个变量，那就无法使用这个模块的其他变量和函数和宏定义了，这对于使用库来说是致命的。

那么如何在头文件中声明而不定义全局变量呢？
只能使用 extern。（extern 使用场景2）

// a.h
#ifndef _A_H_
#define _A_H_

extern int g_a;

#endif

// a.c
#include "a.h"

int g_a = 1;
void func()
{
    g_a = g_a + 1;
}

// main.c
#include <stdio.h>
#include "a.h"

int main()
{
    printf("g_a = %d\n", g_a);
    return 0;
}

总结
记住 extern 用来声明全局变量就行。
场景1：不想为了使用一个全局变量而包含整个头文件。
场景2：在头文件声明全局变量，使包含该头文件的都能使用。

扩展

1. 在 c++ 中 extern "C" {} 用来表示花括号内的代码是 c 代码而不是 c++ 代码。
   因为 c 与 c++ 编译过程不同。
2. extern 与 const 与 static
   我们知道 static 修饰的全局变量作用域被限制于文件内，所以于 extern 冲突，不能同时使用。
   const 表示修饰的变量不能被修改。如果在 extern 时不加上 const，没有问题，该全局变量依然不能被修改。但是如果代码中即使有修改该常量的代码编译也不会报错的，但是执行会出错，定位问题就很麻烦了。所以 extern 常变量时一定要加上 const，这样如果误修改常变量编译会报错。