跨文件协作的关键字extern

extern 是啥

简单来说，extern 就是 C/C++ 里一个关键字，用来声明变量或函数，告诉编译器 “这个东西存在，定义在别的地方”，它的核心作用就是声明但不定义，避免重复定义错误。

基本使用场景

1）共享全局变量

假设我们有两个文件，File1.cpp 和 File2.cpp。

在 File1.cpp 里，我们定义了一个全局变量：

// File1.cpp
int globalVar = 10;  // 定义全局变量

然后在 File2.cpp 里，我们想用这个变量，就需要用 extern 声明它：

// File2.cpp
extern int globalVar; // 声明
void func() { 
    cout << globalVar; // 使用声明过的全局变量
}

这样，File2.cpp 就能用 File1.cpp 里的 globalVar 变量啦。

2）声明外部函数

假设我们有一个头文件 utils.h，和两个源文件 utils.cpp 和 main.cpp。

在 utils.h 中，我们可以声明一个函数：

// utils.h
extern void printMsg(); // 声明函数（其实这里的 extern 可以省略，因为函数默认是 extern 类型）

在 utils.cpp 中定义这个函数：

// utils.cpp
#include 
void printMsg() {
    cout << "Hello from utils!" << endl;
}

在 main.cpp 中，我们就可以调用这个函数啦：

// main.cpp
#include "utils.h"
int main() { 
    printMsg(); // 调用其他文件定义的函数
    return 0;
}

3）头文件中的最佳实践

在头文件中用 extern 声明全局变量，在对应的源文件中定义。

举个例子：

// config.h
extern int MAX_SIZE; // 声明变量

// config.cpp
int MAX_SIZE = 100; // 定义变量（这里才会分配内存）

这样做的好处是避免直接在头文件中定义变量，防止多个文件包含头文件时导致链接错误。

extern "C"：C++ 调用 C 库

C++ 编译器有个小癖好，它会对函数名进行修饰，就像给函数名戴上不同的帽子，以便区分它们的功能和参数。这个过程通常是这样的：假设你写了一个函数 void myFunction(int)，C++ 编译器可能会把它变成 _Z11myFunctioni 这样的名字（不同的编译器可能有不同的修饰规则，就像是不同的帽子款式）。但 C 编译器没有这个癖好，它会把函数名原封不动地保留。

现在，如果你有个用 C 语言编写的库文件，里面有个函数 void cFunction()，C 编译器处理后，这个函数名就是简单的 cFunction。但如果你在 C++ 代码中直接写 cFunction()，C++ 编译器会按照自己的规则给它加个 “帽子”，变成 _Z10cFunctionv 这样的名字。到了链接阶段，链接器会找不到原来的 cFunction，因为它只会看到 _Z10cFunctionv，从而报错。

这时候，extern "C" 就像是一把 “钥匙”，它告诉 C++ 编译器：“这个函数是 C 风格的，别给它加奇怪的帽子啦！” 举个例子：

 /*
 __cplusplus宏解释：
    当使用 C++ 编译器时，__cplusplus 宏被预定义，extern "C" 生效，确保函数按 C 规则编译。
    当使用 C 编译器时，忽略 extern "C"（因其不支持该语法），直接声明函数，避免语法错误。
 */
 #ifdef __cplusplus
 extern "C" {  // 使告诉编译器按 C 方式处理
 #endif
     void c_function(); // 声明 C 语言函数
 #ifdef __cplusplus
 }
 #endif

这样就能确保 C++ 编译器正确链接 C 语言函数啦。

注意事项

• extern 变量必须在使用前声明，不然编译器会不认识这个变量。
• 变量只能定义一次，但可以声明多次。定义是分配内存的操作，而声明只是告诉编译器变量存在。
• 不要初始化 extern 变量，比如 extern int a = 5; 这样写是错误的，因为 extern 变量的初始化应该在定义它的文件中进行。

总之，掌握 extern 的用法，可以让代码在模块化开发中实现高效的协作，特别是在跨文件共享变量和函数时非常有用。