C++之extern

2020-12-23

在了解extern之前首先要知道C++中得单定义规则。所谓的单定义规则（One Definition Rule,ODR）是指变量只能有一次定义。为了满足这种需求，c++提供了两种变量声明。一种是定义声明（defining declaration）简称定义，它给变量分配内存空间；另外一种是引用声明（referencing declaration）简称为声明，它不给变量分配空间，因为它引用已有变量。

在全局变量中，引用声明使用extern关键字且不进行初始化，否则声明为定义，导致分配空间：

1
2
3

int x; // definition x is 0
extern int y; //y defined in elsewhere
extern char c = ‘g’; // definition ,c is initialized

如果要在多个文件中使用外部变量，只需在一个文件中包含该变量的定义（ORD）,但在使用改变量的其他所有文件中，都必须使用extern声明这个变量。

例如：

file01.cpp

extern int cats = 20; //definition
int dogs = 22； //definition
int fleas; //definition
….

file02.cpp

// use cats and dogs form file01.cpp 
extern int cats;  //not definition 
extern int dogs; //
….

file02.cpp使用的是file01.cpp中定义好的cats 和dogs，在file01.cpp可以不使用extern关键字，但是在file02.cpp中不使用extern关键字则这些外部声明会变成定义。而且还会违反单定义规则。如下代码所示：

//file01.cpp
int cats = 22;
int dogs = 20;
int fleas;
//file02.cpp
#include <iostream>

#include <iostream>

#include "file01.cpp"
extern int cats;
int dogs;
//extern int dogs;
int main(int argc, char* argv[]) {
  std::cout << cats << std::endl;
  std::cout << dogs << std::endl;
  return 0;
}

在编译时会出现如下错误：

file02.cpp:5:5: error: redefinition of 'int dogs'
 int dogs;
     ^~~~
In file included from file02.cpp:3:
file01.cpp:3:5: note: 'int dogs' previously defined here
 int dogs = 20;
     ^~~~

而在对file02.cpp中添加extern修饰符后则会编译成功并通过,file02.cpp代码如下：

#include <iostream>

#include "file01.cpp"
extern int cats;
// int dogs
extern int dogs;
int main(int argc, char* argv[]) {
  std::cout << cats << std::endl;
  std::cout << dogs << std::endl;
  return 0;
}

输出为：

1
2

22
20

对于extern声明的函数，表明其在其他源文件中具有定义。