从extern关键字开始谈多文件编程

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在前面的教程中，我们都是将所有的代码写到一个源文件里面，对于小程序，代码不过几百行，这或许无可厚非，但当程序膨胀代码到几千行甚至上万行后，就应该考虑将代码分散到多个文件中，否则代码的阅读和维护将成为一件痛苦的事情。

本节我们就来演示一下多文件编程。在下面的例子中，我们创建了两个源文件 main.c 和 module.c：

module.c 是整个程序的一个模块，我们在其中定义了一个全局变量和一个函数；
main.c 是程序的主模块（主文件），它使用到了 module.c 中的变量和函数。

module.c 源码：

#include <stdio.h>
int m = 100;
void func(){
    printf("Multiple file programming!\n");
}

main.c 源码：

#include <stdio.h>
extern void func();
extern int m;
int n = 200;
int main(){
    func();
    printf("m = %d, n = %d\n", m, n);
    return 0;
}

在 Visual Studio 中，将两个源文件都添加到工程中，点击“运行（Run）”按钮就可以运行程序。

在 Linux GCC 中，可以使用下面的命令来编译和运行程序：

$gcc main.c module.c
$./a.out

程序最终的运行结果为：

Multiple file programming!
m = 100, n = 200

m 和 n 是在所有函数之外定义的全局变量（Global Variable），它的作用域默认是整个程序，也就是所有的代码文件，包括.c和.h文件。

如果你一直在编写单个源文件的程序，那么请注意，全局变量的作用范围不是从变量定义处到该文件结束，在其他文件中也有效。

这里需要重点理解的是 extern 关键字，它用来声明一个变量或函数。

extern 关键字

我们知道，C语言代码是由上到下依次执行的，不管是变量还是函数，原则上都要先定义再使用，否则就会报错。但在实际开发中，经常会在函数或变量定义之前就使用它们，这个时候就需要提前声明。

所谓声明（Declaration），就是告诉编译器我要使用这个变量或函数，你现在没有找到它的定义不要紧，请不要报错，稍后我会把定义补上。

例如，我们知道使用 printf()、puts()、scanf()、getchar() 等函数要引入 stdio.h 这个头文件，很多初学者认为 stdio.h 中包含了函数定义（也就是函数体），只要有了头文件程序就能运行。其实不然，头文件中包含的都是函数声明，而不是函数定义，函数定义都在系统库中，只有头文件没有系统库在链接时就会报错，程序根本不能运行。

1) 函数的声明

在《C语言函数的调用》一节中我们讲到了函数声明，那时并没有使用 extern 关键字，这是因为，函数的定义有函数体，函数的声明没有函数体，编译器很容易区分定义和声明，所以对于函数声明来说，有没有 extern 都是一样的。

总结起来，函数声明有四种形式：

//不使用 extern
datatype function( datatype1 name1, datatype2 name2, ... );
datatype function( datatype1, datatype2, ... );

//使用 extern
extern datatype function( datatype1 name1, datatype2 name2, ... );
extern datatype function( datatype1, datatype2, ... );