C++那些细节--extern关键字&&全局变量定义问题

浅浅的花香味﹌ 2022-08-04 01:51 175阅读 0赞

最近在学Lua，关于Lua编译的地方，由于Lua是用C语言写的，在C++中使用C语言的函数，需要使用extern "C“编译才能过，之前貌似没有接触过这方面的知识，写个blog纪念一下，顺便整理一下extern关键字的作用。

## 一.extern "C"的作用 ##

这是我第一次见，因为之前一直没有过C++去调用 C的函数。关于C++和C语言混合编程其实还有一些地方要注意的。比如，如果编译时出现下面的错误：

error:预编译头文件来自编译器的早期版本，或者预编译头为 C++ 而在 C 中使用它(或相反)

这是因为C语言和C++的预编译头不同，如果C语言文件较少，可以将C语言文件的属性->预编译头改为不使用预编译头，就可以解决问题啦。

而如果这时候直接在cpp文件中使用C语言的函数，则会出现下面的错误：

>C++Test.obj : error LNK2019: 无法解析的外部符号 "int __cdecl CTest(int,int)" (?CTest@@YAHHH@Z)，该符号在函数 _wmain 中被引用。

错误发生在link阶段，连接器没有找到int\_cdecl CTest(int int)这个函数，而我们明明写了CTest这个函数。原因是C++和C的编译方式不同，C++支持函数重载，所以在编译的时候，函数名称后面通常会加上一大堆奇葩的东东，一般是记录重载的信息的，具体被编译成什么样需要看编译器的脾气。而C语言不支持重载，所以编译得比较”纯净“，而我们按照C++的编译方式去编译了一个C语言的函数，就会造成上面的错误。

在编译的时候，如果要包含C语言的东东，在C语言的头文件上下加上extern"C"就可以解决这个问题。

注：在C语言中不支持extern "C"这个关键字组合，所以要加上这一句话的话需要在C++引入C语言的头文件的部分来添加这个。如果在C语言中添加的话，会出现下面的错误：

error C2059: 语法错误:“字符串”

看一个C++混合编译C语言函数的例子：

C语言头文件：

#ifndef __CFILE_H_
    #define __CFILE_H_
    
    int CTest(int a, int b);
    
    #endif

C语言实现文件：

#include "CFile.h"
    
    int CTest(int a, int b)
    {
    	return a + b;
    }

C++文件：

// C++Test.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    //使用extern "C"关键字，声明这个东东是C语言的，不要用C++的方式来
    // __cplusplus是cpp文件内置的宏，作用为如果是cpp文件，才进行相关编译。这样写更好地控制了编译流。
    #ifdef __cplusplus
    extern "C"{
    #endif
    
    #include "CFile.h"
    
    #ifdef __cplusplus
    };
    #endif
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	int a = 1;
    	int b = 2;
    	cout<<CTest(a, b)<<endl;
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

这样写的话，再编译就可以通过啦！

运行结果如下：

3  
请按任意键继续. . .

关于extern "C"要注意的地方：

1.在使用C语言写的lib或者dll时，包含的.h头需要写在extern "C"\{//头文件\}之中。

2.在C语言的文件中不要这么写，因为C语言不支持extern ”C“关键字。

3.在cpp文件中使用ifdef \_\_cplusplus控制编译流，如果是cpp文件，才进行相关的编译操作。

关于extern "C"的解释有两篇文章讲的很详细：

[http://www.cnblogs.com/rollenholt/archive/2012/03/20/2409046.html][http_www.cnblogs.com_rollenholt_archive_2012_03_20_2409046.html]

[http://www.cnblogs.com/yc\_sunniwell/archive/2010/07/14/1777431.html][http_www.cnblogs.com_yc_sunniwell_archive_2010_07_14_1777431.html]

## 二.extern的作用 ##

extern关键字主要是声明这个变量已经在其他文件中声明过了（声明全局变量或者函数），如果编译过程中遇到带有extern的变量，就会去其他模块中寻找它的定义。但是注意，它只是声明而不是定义，也就是说，如果想要使用这个变量，只需要包含这个变量定义所在的位置的头文件即可。在编译阶段，虽然本模块找不到该函数或者变量，但是不会报错，会在连接时从定义的模块中找到该变量或者函数。

总之，extern就是用来声明这个东西已经在其他文件中声明过了。不管是变量还是函数，都可以使用extern函数这样声明。不过函数不使用extern和使用extern关键字声明没有太大的区别。而对于变量，如果全局变量定义和使用不在一个文件中，就会发生未定义的错误。而如果在这个文件中重新定义一个同名的变量，又会发生重定义的错误。所以，这种情况就需要使用extern关键字在本文件中声明即可。

关于extern和static：

两者其实是水火不容，因为extern的作用为让变量或者函数跨文件，而static的作用是让变量或者函数的作用域保留在本文件中，所以二者不能同时使用。

一般定义static全局变量都是在实现文件中，而不会再跑到头文件中去声明一份。

## 三.关于全局变量 ##

貌似本人之前经常干这种把定义和声明放在一起的蠢事，直接在头文件定义并且声明了全局变量，这样的确比较方便，但是这样做非常不好，原因如下：

1.代码体积增大

2.如果这个头文件被多个文件包含的话，会造成重定义的错误。

3.在连接阶段，有多个定义会造成找不到函数体的错误。

所以我们要注意一点：

**只在头文件中做声明，定义放在实现文件中。**

好的方法是：在头文件中进行声明，使用extern，在实现文件中进行定义。

一个例子：

StaticTest.h文件

#ifndef __STATIC_TEST_H_
    #define __STATIC_TEST_H_
    
    //声明变量（加上extern关键字，说明在此处只是声明，定义在其他文件中）
    extern int num;
    //声明函数
    void TestFunc();
    
    #endif

StaticTest.cpp文件

#include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    #include "StaticTest.h"
    using namespace std;
    //定义变量
    int num = 10;
    //定义函数
    void TestFunc()
    {
    	cout<<num<<endl;
    }

main函数文件

// C++Test.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <iostream>
    //引用了StaticTest.h文件，将num的声明包含进来，所以在此文件中可以直接使用num变量和TestFunc函数了
    #include "StaticTest.h"
    using namespace std;
    
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
    	TestFunc();
    	
    	cout<<num<<endl;
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

我们在使用其他文件中定义的全局变量的时候，有下面几种情况：

1.在其他cpp文件中定义的时候，我们要在本文件中使用的话，只需要在本文件中再使用extern关键字声明一下这个变量即可。

2.这个全局变量在.cpp文件中定义了，但是在其对应的.h文件中已经使用extern关键字进行了声明，那么，我们直接包含这个.h文件就可以使用这个变量啦。

3.最糟糕的一种情况，这个变量的定义和声明都在头文件中，那么我们直接包含这个头文件就可以使用这个变量了，但是不推荐这么做。

[http_www.cnblogs.com_rollenholt_archive_2012_03_20_2409046.html]: http://www.cnblogs.com/rollenholt/archive/2012/03/20/2409046.html
[http_www.cnblogs.com_yc_sunniwell_archive_2010_07_14_1777431.html]: http://www.cnblogs.com/yc_sunniwell/archive/2010/07/14/1777431.html