C++变量的声明、定义和 extern 关键字

2018 年 3 月 15 日 16:17:04C/C++评论556字数 889阅读 2 分 57 秒阅读模式

一、变量的声明和定义

C++的分离编译机制允许程序拆分成多个文件来写，最常见的是在头文件中进行声明，源文件中进行定义，然后一起编译：

gcc a.h a.cpp -o a.o

1	gcc a.h a.cpp -o a.o

声明使得函数或者变量被程序所知，定义负责创建与声明相关联的实体。变量只能被定义一次，但能多次声明。

声明变量的两种方式：

使用 extern 关键字且没有被显示初始化，如 extern int i;
不使用 extern 关键字且没有被显示初始化，如 int i;

一旦一个变量被显示初始化了，该条语句就会被认为是定义，例如 extern double pi = 3.14; 。

二、声明和定义的必要性

声明和定义在多个文件中比较重要，特别是对于在多个文件中都要使用的同一个变量，必须进行声明。

例如三个文件 test.h, test1.cpp 和 test2.cpp 中都要使用同一个全局变量的情况：

// test.h
extern int gCnt;  // 对全局变量 gCnt 进行声明
int f1();  // 声明函数 f1()，可以不加 extern
int f2();  // 声明函数 f2()

// test.h

extern int gCnt; // 对全局变量 gCnt 进行声明

int f1(); // 声明函数 f1()，可以不加 extern

int f2(); // 声明函数 f2()

// test1.cpp
int gCnt;  // 定义 gCnt
int f1(){
    return gCnt;
}

// test1.cpp

int gCnt; // 定义 gCnt

int f1(){

return gCnt;

}

// test2.cpp
#include"test.h"
// 无需再对 gCnt 进行定义
int f2(){
    return gCnt
}

// test2.cpp

#include"test.h"

// 无需再对 gCnt 进行定义

int f2(){

return gCnt

}

main.cpp

#include<iostream>
#include"testa.h"
using namespace std;

int main() {
    cout << f1() << endl;
    cout << f2() << endl;
    return 0;
}

#include<iostream>

#include"testa.h"

using namespace std;

int main() {

cout << f1() << endl;

cout << f2() << endl;

return 0;

}

编译运行，程序输出：

0
0

test.h 中声明变量 gCnt，另外的两个文件中分别引用头文件，并且其中一个定义 gCnt 。由于变量只能被定义一次，所以不能同时在 test1.cpp 和 test2.cpp 中定义 gCnt，否则会报错：

/tmp/cc2lxN5u.o:(.bss+0x0): multiple definition of `gCnt'
/tmp/ccWKRQpn.o:(.data+0x0): first defined here
collect2: error: ld returned 1 exit status

/tmp/cc2lxN5u.o:(.bss+0x0): multiple definition of `gCnt'

/tmp/ccWKRQpn.o:(.data+0x0): first defined here

collect2: error: ld returned 1 exit status

根据变量的默认初始化规则，test1.cpp 中的全局变量 gCnt 会被默认初始化为 0，就相当于执行了 int gCnt=1; 。

值得注意的是，头文件中的 extern 关键字不能省，因为省略 extern 编译器会把它当作全局变量定义。然后被同时两个 cpp 文件包含，预处理阶段就会生成两个 gCnt 的定义，导致编译错误：

/tmp/cc1Y7L4l.o:(.bss+0x0): multiple definition of `gCnt'
/tmp/ccsAd6YS.o:(.bss+0x0): first defined here
/tmp/cc99tPeP.o:(.bss+0x0): multiple definition of `gCnt'
/tmp/ccsAd6YS.o:(.bss+0x0): first defined here
collect2: error: ld returned 1 exit status