c/c++编程小知识/19.extern和C

这个流程我一直有疑问，其实是我对之前的编译过程理解的不好。

1. extern

这个关键字的作用就是声明该变量或函数来自于其它函数，让函数的编译过程能够成功执行。如果这个函数或变量从来都没出现过，加上extern也能让程序编译通过，但是链接的时候会报错，例如undefined reference to错误。

1.1 变量

在定义变量的时候，这个extern居然可以被省略(定义时，默认均省略)；在声明变量的时候，这个extern必须添加在变量前，所以有时会让你搞不清楚到底是声明还是定义。或者说，变量前有extern不一定就是声明，而变量前无extern就只能是定义。注：定义要为变量分配内存空间；而声明不需要为变量分配内存空间。

extern int a; // 声明一个全局变量 a
int a; // 定义一个全局变量 a
extern int a =0 ; // 定义一个全局变量 a 并给初值。
int a =0;    // 定义一个全局变量 a, 并给初值，

第四个等于第三个，都是定义一个可以被外部使用的全局变量，并给初值。

总之，我在写的时候，定义是肯定不加extern的，只有声明的时候加，我看很多代码也都是这个亚子。

1.2 函数

函数，对于函数也一样，也是定义和声明，定义的时候用extern，说明这个函数是可以被外部引用的，声明的时候用extern说明这是一个声明。 但由于函数的定义和声明是有区别的，定义函数要有函数体，声明函数没有函数体(还有以分号结尾)，所以函数定义和声明时都可以将extern省略掉，反正其他文件也是知道这个函数是在其他地方定义的，所以不加extern也行。两者如此不同，所以省略了extern也不会有问题。

2. extern C

2.1 问题的产生

这个是在项目中遇到的，大体的伪代码是酱婶的，就叫TAO.cpp吧，大爱冈本多绪。

#include "a.h"


#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif 
    
extern void x(void);    

void y(void)
{
    x();
}
    
#ifdef __cplusplus
}
#endif

其中x()来自于.c，而这个y()也要被送到.c中调用，但是y()是在.cpp中定义的。结果这个函数就不停的报错，基本都是链接错误，例如这个就会报undefined reference to，如果把第8行的放到了第3行，也会报conflicts with new declaration with ‘C’ linkage，不加extern还是会报undefined reference to。我特么彻底懵逼了，曾经认为是我引用的a.h有问题，因为x这个函数是没有.h声明，所有的使用都是通过在源文件中加extern。我也尝试过创建TAO.h，把extern void x(void);放在那里，现在一想就是徒劳。

后来因为那个conflicts的报错，我尝试着新建了一个TAO.c，同样的代码引用x()，但是成功了，这足以说明是C++的问题，后来冒死在公司玩了手机，查的谷歌，在cplusplus上看到，可能是a.h的问题，我就把第一行的放到了第7行，结果一下子就过了。

2.2 extern C的秘密

这篇文章很好《再谈谈只针对C++编译器/链接器的extern “C”------C与C++的相互调用》

这涉及到两个步骤，C++调用C和C调用C++，这也就是为啥上面的错误我之前没发生过。

2.2.1 C++ 调用C，也就是我上面问题产生的原因

// 注意： 该代码是C++程序， 请放在.cpp文件中， 这样确保是C++编译器
 
#include 
 
extern void fun(); // 暂时骗过C++编译器
 
int main()
{
	fun();
 
	return 0;
}

这个编译肯定没问题，但是链接指定会挂。

因为C++中有重载的关系，所有的函数都不是原名，在调用中也是，函数的名称会发生改变，在声明函数的时候，尤其是extern，将必然找不到函数，因此就可以用extern告诉编译器，在找函数的时候就用fun()这个名字找，别用别的。所以最终的结果代码改为

#include 
 
extern "C" void fun(); // 暂时骗过编译器, 并对链接器说， 你要按照C规范链接， 去找_fun, 而不是"?fun@@YAXXZ"
 
int main()
{
	fun();
 
	return 0;
}

extern "C"的作用之一是：在C++调用C的时候， 告诉C++编译器， 编译的时候， 不要因为看不到fun而伤心；链接的时候，不要用默认的C++规范查找， 而要采用C规范去查找。

2.2.2 C调用C++

其实原理是一样的，也是防止重载，因此在定义函数的时候，就直接定义在extern C中

// 注意： 该代码是C++程序， 请放在.cpp文件中， 这样确保是C++编译器
 
#include 
 
extern "C" void fun() // 按C编译器的方式去编译，要生成_fun, 而不是"?fun@@YAXXZ"
{
	printf("ok\n");
}

// 注意： 该代码是C程序， 请放在.c文件中， 这样确保是C编译器
 
#include 
 
extern void fun(); // C编译器不严格，本可以去掉本句，但为了移植性， 最好不要去掉
 
int main()
{
	fun(); // C编译器会去找_fun
 
	return 0;
}

当然，也可以采用我上面的那种用大括号把整个c函数全部包裹住。

extern "C"的作用之二是：在C调用C++的时候， 告诉C++编译器， 编译的时候， 不要按照C++默认的规范去编译， 而应该按照C规范去编译。

3. extern和头文件

3.1 编译过程

那涉及到多个文件的编译过程呢？

我原来一直认为用头文件的方式是唯一的，然而不是，只不过用头文件是最好的方式而已。以下的说法我在网上看到的，但是我自己亲测不可用，可能是我中间哪个环节有问题，或者说他的实验用的不好。

https://blog.csdn.net/qq_16542775/article/details/81353841

头文件的话，源文件在调用的时候是不用加extern的，因为在头文件中会自己加入。如果没有头文件也可以，但是需要在被调用的地方加入extern

例如test.c中有个函数func()，test.h中声明extern func()，main.c中如果需要调用func()，可以调用test.h，这样main.c中就可以直接用。

再例如（这个我失败了，但是网上说的成功了）：test.c中定义func()，没有test.h，main.c中加上extern func()，直接在main中使用。

3.2 问答

(a)用#include可以包含其他头文件中变量、函数的声明，为什么还要extern关键字？

(b)如果我想引用一个全局变量或函数a，我只要直接在源文件中包含#include (xxx.h包含了a的声明)不就可以了么，为什么还要用extern呢？？

答案：如果一个文件(假设文件名A)要大量引用另一个文件(假设文件名B)中定义的变量或函数，则使用头文件效率更高，程序结构也更规范。其他文件(例如文件名C、D等)要引用文件名B中定义的变量或函数，则只需用#include包含文件B对应的头文件(当然，这个头文件只有对变量或函数的声明，绝不能有定义)即可。

那是一个被遗忘的年代，那时，编译器只认识.c(或.cpp)文件，而不知道.h是何物的年代。

那时的人们写了很多的.c(或.cpp)文件，渐渐地，人们发现在很多.c(或.cpp)文件中的声明变量或函数原型是相同的，但他们却不得不一个字一个字地重复地将这些内容敲入每个.c(或.cpp)文件。但更为恐怖的是，当其中一个声明有变更时，就需要检查所有的.c(或.cpp)文件，并修改其中的声明，啊~，简直是世界末日降临!

终于，有人（或许是一些人）再不能忍受这样的折磨，他（们）将重复的部分提取出来，放在一个新文件里，然后在需要的.c(或.cpp)文件中敲入#include XXXX这样的语句。这样即使某个声明发生了变更，也再不需要到处寻找与修改了—世界还是那么美好！

因为这个新文件，经常被放在.c(或.cpp)文件的头部，所以就给它起名叫做"头文件"，扩展名是.h。

从此，编译器（其实是其中预处理器）就知道世上除了.c(或.cpp)文件，还有个.h的文件，以及一个叫做#include命令。

以上内容，有参考或复制于

https://www.runoob.com/w3cnote/extern-head-h-different.html