[C]控制外部变量访问权限的extern和static关键字

一、extern

概述

编译器是由上至下编译源文件的，当遇到一些函数引用外部全局变量，而这个变量被定义在该函数声明主体的下方，又或者引用自其它的编译单元，这个情况就需要extern来向编译器表明此变量是一个外部变量

问题1.运用extern实现全局变量声明提升效果

#include <stdio.h>
 
void fun(void);
 
int main(void)
{
    fun();
}
 
void fun(void)
{
    printf("%d\n", v);
}
 
int v = ;

上述代码，全局变量v被声明在函数fun主体的下方，这时编译器将无法找到变量v，报告错误

error: ‘v’ undeclared (first use in this function)

这种情况下可以把变量v的声明提升到函数fun之前

int v = ;
void fun(void)
{
    printf("%d\n", v);
}

又或者在函数内部用extern关键字向编译器表明，这是一个来自外部的变量

void fun(void)
{
    extern int v;
    printf("%d\n", v);
}

extern声明的变量是不能赋值的（但是函数可以），编译器将会自动在外部寻找全局变量v进行赋值

问题2.引用编译单元以外的变量

有一个文件a.c，main函数包含了来自文件b.c的全局变量v

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
    extern int v;
    printf("%d\n", v);
}

文件b.c

int v = ;

如果a文件不声明extern int v，编译器将无法通过编译，而声明了extern int v，可以通过编译器仅编译不链接选项，把a.c和b.c先编译，再进行链接，程序便可以顺利运行

gcc -c a.c b.c
gcc -o out a.o b.o

函数和其他类型的变量，数据类型也是可行的哦

#include <stdio.h>
 
extern void fun(void);
int main(void)
{
    fun();
}

定义在一个外部文件b.c的函数fun

#include <stdio.h>
 
void fun(void);
void fun(void)
{
    printf("fun\n");
}

PS:上面提到过extern声明的变量是不能赋值的，但是函数可以。b.c可以改写为

#include <stdio.h>
 
extern void fun(void);
extern void fun(void)
{
    printf("fun\n");
}

表明它是一个外部函数，其实extern是函数存储类修饰符的一个默认类型（extern、static、auto、restrict），所以就算省略掉extern，代码还是可以运行的，请参考c语言核心技术的第11章

二、static

概述

在对extern的描述中得知extern是函数存储类修饰符的一个默认类型，所以就算函数声明中不表明为extern，外部文件也是可以访问该函数的，如果有一种情况希望外部文件不能访问内部文件声明的函数，这时static关键字就派上了用场

让我们修改一下之前的例子

文件a.c

#include <stdio.h>
 
extern void fun(void);
int main(void)
{
    fun();
}

文件b.c

#include <stdio.h>
 
static void fun(void);
static void fun(void)
{
    printf("fun\n");
}

此时fun函数被声明为static，只有内部文件才能够对其进行调用，外部文件a.c若企图调用，在创建链接阶段编译器便会抛出错误提示

undefined reference to `fun'