C语言extern关键字使用

在chinaunix上看见一篇转载的文章，觉得特别好，关于extern使用的解释：

参考链接：http://doc.chinaunix.net/CPP/201206/2248432.shtml

在C语言中，修饰符extern用在变量或者函数的声明前，用来说明"此变量/函数是在别处定义的，要在此处引用".
   
   1. extern修饰变量的声明。举例来说，如果文件a.c需要引用b.c中变量int v,就可以在a.c中声明extern int v,然后就可以引用变量v.这里需要注意的是，被引用的变量v的链接属性必须是外链接（external）的，也就是说a.c要引用到v,不只是取决于在a.c中声明extern int v,还取决于变量v本身是能够被引用到的。这涉及到c语言的另外一个话题--变量的作用域。能够被其他模块以extern修饰符引用到的变量通常是全局变量。还有很重要的一点是，extern int v可以放在a.c中的任何地方，比如你可以在a.c中的函数fun定义的开头处声明extern int v,然后就可以引用到变量v了，只不过这样只能在函数fun作用域中引用v罢了，这还是变量作用域的问题。对于这一点来说，很多人使用的时候都心存顾虑。好像extern声明只能用于文件作用域似的。
   
   2. extern修饰函数声明。从本质上来讲，变量和函数没有区别。函数名是指向函数二进制块开头处的指针。如果文件a.c需要引用b.c中的函数，比如在b.c中原型是int fun（int mu），那么就可以在a.c中声明extern int fun（int mu），然后就能使用fun来做任何事情。就像变量的声明一样，extern int fun（int mu）可以放在a.c中任何地方，而不一定非要放在a.c的文件作用域的范围中。 对其他模块中函数的引用，最常用的方法是包含这些函数声明的头文件。使用extern和包含头文件来引用函数有什么区别呢？extern的引用方式比包含头文件要简洁得多！extern的使用方法是直接了当的，想引用哪个函数就用extern声明哪个函数。这大概是KISS原则的一种体现吧！这样做的一个明显的好处是，会加速程序的编译（确切的说是预处理）的过程，节省时间。在大型C程序编译过程中，这种差异是非常明显的。
   
   3. 此外，extern修饰符可用于指示C或者C++函数的调用规范。比如在C++中调用C库函数，就需要在C++程序中用extern "C"声明要引用的函数。这是给链接器用的，告诉链接器在链接的时候用C函数规范来链接。主要原因是C++和C程序编译完成后在目标代码中命名规则不同。
   
   二：了解了上面的基本原理，下面深入一下。如下：
   
   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
   
   2. 用extern声明外部函数
   
   3. 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 %dn",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 = %dn",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：