c - 在头文件中使用 extern 的好处

Question

这里有一个类似的问题标题，但在阅读答案时，它似乎没有解决这个特定问题：C：头文件中'extern'的用途是什么？（它更像是“为什么使用头文件？”）。

在以下用法中extern：

extern int a;
int b;

// structs have no external linkage 
typedef struct Item_ {int id;} Item;
extern Item Item_Extern;

void main(void) {

}

// later in the program or another file
int a=4;
int b=5;
Item Item_Extern = {1};

如果使用，编译器是否会产生任何不同的程序集extern，或者这是否更像是一种类型的元数据标记，以便代码（或编译器）的用户将明确知道定义将出现在不同的文件中（通常）或更高版本在当前文件中打开，如果不是，这将是一个硬错误。或者，extern“做”其他事情吗？

标签： cextern

Answer 1

介绍

这里有三种形式的关注声明：¹

extern int x; // Declares x but does not define it.
int x;        // Tentative definition of x.
int x = 0;    // Defines x.

声明使标识符（名称，如x）已知。

定义创建一个对象（例如int）。²定义也是一种声明，因为它使名称为人所知。

在同一个翻译单元（正在编译的源文件，及其所有包含的文件）中没有常规定义的暂定定义就像一个初始值设定项为零的定义。

您通常应该使用这些的方式是：

• 对于您将在多个文件中按名称访问的对象，请在一个源文件中准确地编写它的一个定义。（如果您希望将其初始化为零，则可以是暂定定义^{3 ，也可以是带有您选择的初始化程序的常规定义。）}
• 在关联的头文件（例如foo.h源文件foo.c）中，声明名称，使用extern如上所示。
• 在每个使用该名称的文件中包含头文件，包括其关联的源文件。（后者很重要；当foo.cinclude时foo.h，编译器将在同一个编译中同时看到声明和定义，如果存在使两个声明不兼容的拼写错误，编译器会发出警告。）

实际上，您通常应该使用它们的方式是根本不使用它们。程序通常不需要对象的外部标识符，因此您应该在没有它们的情况下设计程序。上面的规则适用于你使用它们的时候。

暂定定义

在 Unix 和其他一些系统中，可以将暂定定义 ,int x;放在头文件中并将其包含在多个源文件中。由于暂定定义的作用类似于没有常规定义的定义，这会导致多个翻译单元中存在多个定义。C 标准没有定义 this 的行为。那么它在 Unix 中是如何工作的呢？

直到最近，当您使用 GCC（默认构建）进行编译时，它会创建一个目标文件，该文件将临时定义的标识符标记为与常规定义的标识符不同。暂时定义的标识符被标记为“通用”。当链接器发现一个“通用”标识符的多个定义时，它会将它们合并为一个定义。请记住，C 标准没有定义行为。但是 Unix 工具⁴做到了。因此，您可以放入int x;一个标题并将其包含在很多地方，并且int x在链接整个程序时您会从中得到一个。

在版本 10 及更高版本中，GCC 默认不执行此操作。在没有常规定义的情况下，暂定定义更像是常规定义，并且与同一标识符的多个定义链接将导致错误，即使这些定义来自暂定定义。GCC 有一个选择旧行为的开关，-fcommon.

这是您应该知道的信息，以便您可以了解利用“常见”行为的旧源文件和标头。在新的源代码中不需要它，您应该只extern在头文件中编写非定义声明（使用 ），在源文件中编写常规定义。

各种各样的

您不需要externwith 函数声明，因为没有主体的函数声明（包含函数代码的复合语句）自动成为声明，其行为与具有extern. 函数没有暂定定义。

脚注

¹该答案仅针对具有外部链接的对象标识符的外部声明和外部定义。C 声明的完整规则有些复杂，部分原因是 C 的演变历史。

²这是用于引用对象的标识符的定义。对于其他类型的标识符，什么是定义可能会有所不同。例如，typedef int foo据说定义foo为 type 的别名int，但没有创建对象。

³最好还包括一个初始化程序，即使它为零，因为这将使它成为一个常规定义，并避免在两个不同的源文件中为两个不同的事物使用相同名称的试探性定义的潜在问题，从而导致即使这是一个错误，链接器也不会抱怨。

⁴我这里的术语可能很草率；其他人可以准确地识别出这种行为的具体位置以及它适用于哪些工具。