夜雨聆风
C++编程实践—extern的应用说明
一、extern
extern关键字无论是在C语言还是在C++语言中都非常重要，作为一种重要的存储类说明符，主要用来声明一个变量或函数具有外部链接属性。即它可以在其本编译单元中进行使用，但定义不在本编译单元。其基本的定义形式如下：
externint g_init;
externintfunc();
需要说明的是，函数天然具有extern属性，所以一般不需要显式的声明为extern。
二、主要技术点
在C/C++中，extern的主要应用包括以下几种情况：
-
extern和变量
即定义不同的变量（全局、线程局部等）是非本编译单元原始定义。这个比较简单，看一个线程局部变量定义的例子：//.h
externthread_localint tls_var;
//.cpp 可以跨编译单元共享名字，但每个线程都有自己的副本
thread_localint tls_var;不过需要说明的是，较老的编译器可能对tls的extern应用支持不足。
-
extern和函数
声明一个函数是外部定义，并且在C/C++混合编程中，提醒编译器不进行C++的编译改名机制。在前面已经说过了，全局函数天然具有extern属性，所以一般不用书写。但extern应用的一个重要的方面即extern “C”是在C/C++混合编程中的函数调用中处理改名机制(name mangling)：//c .h 调用一个C库的头文件
// xxxso.h
#pragma once
#ifdef __cplusplus
extern"C" {
#endif
intadd(int a, int b);
voidloadData(void);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
//c++ .cpp
#include"xxxso.h"
intmain(){
return add(10, 1);
} -
extern和模板
由于模板的分离编译问题，extern一般无法在模板应用中使用。但外部模板，extern template是一种特殊应用。这个在前面有过详细说明，此处不再赘述，请参看相关文档 -
其它
包括一些不常见的应用，比如名空间、嵌套等。如：namespace A {
namespace B {
int d = 0;
externint temp;
}
}
int A::B::temp = 1;
一般来说，掌握好前三点，基本就不会有什么大问题的出现了。一些细节可以在后期的应用中遇到再进行完善和掌握即可。
三、细节和陷阱
-
extern与static
这是一个典型的冲突，前者代表有外部属性而后者代表是内部使用。即不允许将二者同时应用到一个变量或函数中 -
extern与const
前面提到的const在C和C++中对链接属性的控制不同的问题（细节参看前文“C和C++中const的不同”） -
extern与新标准inline
其实在新标准下，如果想直接在头文件中定义全局变量，提供了inline即内联变量。在前面也分析过，应用起来更简单方法 -
extern与重载
正如前面所分析，extern “C”就是处理改名保留原始名称，如果有重载，就会生成多个同名函数，编译无法通过。
另外extern “C”这个机制无法在C语言中使用，看名字应该也明白。自己用自己，没意思。 -
extern与初始化
这点很重要，extern并不影响全局变量的初始化顺序，这也是前面反复提到的初始化顺序影响软件安全的一个基本技术点 -
extern与动态库的导出机制
这个不要误解，extern中是声明外部链接，和导出机制不是一回事
其实还有一些不太常用的细节和陷阱，比如混合头文件的处理等，这都需要开发者自己到时候要认真把控，此处就不一一展开说明。
四、例程
看一个常见的全局变量声明应用的方法：
//全局变量头文件：一般在头文件进行extern声明
// externGlobal.h
#pragma once
externint g_var;
externchar g_char;
//全局变量定义文件：在cpp文件中进行定义
// externGlobal.cpp
externint g_var = 0;
externchar g_char = 0;
//so头文件 xxxso.h
#pragma once
//对于C++调用C库函数需要显示的使用extern "C"防止改名
#ifdef __cplusplus
extern"C" {
#endif
intadd(int a, int b);
voidloadData(void);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
//c++ .cpp
#include"xxxso.h"
#include"externGlobal.h"
intmain(){
return add(10, g_var);
}
上面的示例非常简单，但也提供了一个全局extern和extern “C”的很常见的用法。模式都是一样，只是复杂程度有所不同罢了。
五、总结
对于一些基础的关键字的用法，很多开发者看上去对其很了解，而且确实在开发不会出现问题。但这未必代表真正理解了它们的含意。在变更应用场景或相关应用机制后，有可能就会卡一下。不过，这都不是重点，这些细节是可以在真正需要时再补齐的。也就是前面提到的，“重视细节但不陷入细节”！