【问题标题】：Linking against a local `extern` variable链接到本地“外部”变量
【发布时间】：2017-11-13 18:30:50
【问题描述】：

我想这可能以前已经回答过了。如果有请标记为重复！

我无法理解 extern 对局部变量（或局部函数！）的含义。我似乎看不出它在功能上与 static 局部变量有何不同...例如：

int foo(void) {
   extern int i;
   return i++;
}

int bar(void) {
   static int i;
   return i++;
}

AFAICT，foo 和 bar 是相同的。根据 C99 规范，与 bar 中的 i 相比，foo 中的 i 应该具有外部链接。也就是说，我想不出任何方法来利用该外部链接 - 因为它是一个局部变量，所以在 foo 之外无法访问它，更不用说在文件之外了。

我确定我在这里遗漏了一些东西 - 它是什么？

编辑

感谢所有指出我在 extern 和 static 上缺少类型的人。你说得很对。作为 SO 的常见回答者，我现在理解在这种疏忽之后一连串反对票的挫败感。

【问题讨论】：

foo 只有i 的声明。所以它必须在某个带有外部链接的地方定义。就像foo 访问i 一样，其他一些函数也可以访问i。
在这种情况下，extern i; 只是一个声明而不是一个定义。这不会编译。 rextester.com/AMSELK81614
@Stargateur：如果i 声明了一个类型，它确实会编译。如果没有另一个包含i 的定义具有外部链接和相同类型的翻译单元，它根本无法构建有效的程序。
你指定了c99标签，但你使用隐式int？
extern i; 和 static i; 在现代 C 语言中都无效，从 C99 开始。并且您标记了您的问题 [c99]。

标签： c static c99 extern

【解决方案1】：

对于初学者来说，这个函数定义和变量声明

int foo() {
       ^^^
   extern i;
   ^^^^^^^^^
   return i++;
}

无效，因为缺少变量i 的参数列表和类型说明符。

应该这样写

int foo( void ) {
         ^^^^
   extern int i;
   ^^^^^^^^^
   return i++;
}

根据 C 标准（6.2.2 标识符的链接）

4 对于使用存储类说明符 extern 声明的标识符在该标识符的先前声明的范围内可见，31) 如果先前的声明指定内部或外部链接，后面声明的标识符的链接是与先前声明中指定的链接相同。如果没有事先声明是可见的，或者如果先前的声明指定没有链接，则标识符有外部链接。

所以函数中声明的变量i没有必要有外部链接。例如，在这个演示程序中，函数内声明的变量i 具有内部链接。

#include <stdio.h>

static int i;

int foo( void ) 
{
    extern int i;
    return i++;
}

int main(void) 
{
    printf( "f() = %d\n", foo() );
    printf( "i = %d\n", i );

    return 0;
}

在函数bar 中应该这样定义

int bar( void ) {
   static int i;
   return i++;
}

变量i 没有链接，但它具有静态存储持续时间。

【讨论】：

【解决方案2】：

int foo() {
   extern i;
   return i++;
}

在这里，您使用解释器查看 i 在某个外部块中的某处声明，并将此对象与之前在某处声明的对象 i 连接 - 在您的情况下，在文件范围内。

在第二种情况下，您告诉解释器将变量 i 存储在某个永久存储中，该存储在整个执行过程中都可用，并且对于函数来说是本地的。

链接的算法在 ISO 9899 中的paragraph 6.2.2--Linkage of identifiers. 中定义——它的一部分：

对于使用存储类说明符 extern 在该标识符的先前声明可见的范围内声明的标识符，23) 如果先前的声明指定内部或外部链接，则后面声明的标识符的链接是与前面声明中指定的链接相同

另见here

外部链接：带有外部链接的标识符代表整个程序中的相同对象或函数，即在属于该程序的所有编译单元和库中。标识符可用于链接器。当第二次声明具有外部链接的相同标识符时，链接器会将标识符与相同的对象或函数相关联。

【讨论】：

好的，那么extern i; 内部foo 和 foo 外部之间有什么区别吗？
哦，没关系。当然有。 i 可以在被链接的东西中定义。 extern i; inside foo 表示 i 只能在 foo 内访问。
因此无法将foo中的i与i中的bar连接起来，但是如果您在其他函数extern i中使用extern i，则在某些情况下没有预先声明块，来自foo 的i 将与来自xxx 的i 是同一个对象。这种情况下的定义必须在文件范围内。
同意该评论的第一部分。但是，确定extern i 在某些块范围内的定义可以来自文件范围之外吗？我的意思是，它可能来自您链接的某个库，对吗？
@Alec 唯一的区别是所有其他想要使用i 的函数都需要复制声明。这就是为什么你永远不会在函数范围内看到 extern 声明的原因。而且，事实上，extern 声明应该在头文件中，以便编译器可以检查 declaration 与 definition .

【解决方案3】：

Extern : extern 变量有 external links ，extern 变量的主要用途是链接其他文件中的变量，所以你说“因为它是本地的变量，它不能在 foo 之外访问”这是错误的，检查下面的代码。

    xyz@xyz-PC:~/s_flow/alec$ vi one.c
    #include<stdio.h>
    int foo() {
            extern i;//this is just declaration, not definition
            return i++;
    }
    main()
    {
            int ret = foo();
            printf("ret = %d \n",ret);
    }

现在linker 将尝试在other file 或以下函数中找到definition of "i"，如果找不到链接器将抛出错误。当你编译上面的代码时，你会得到链接器错误。所以在其他文件中提供定义为

xyz@xyz-PC:~/s_flow/alec$ vi two.c
i=100;//this is definition of i

现在像gcc one.c two.c 一样编译并检查

static ：具有internal linkage 的静态存储类，这意味着您不能在该文件（在其中声明它）之外使用静态变量。

     xyz@xyz-PC:~/s_flow/alec$ vi one.c
     main()
     {
          printf("i = %d \n",i);
     }

现在如果我试图访问在 two.c 到 one.c 中定义的静态变量，它会抛出错误。

xyz@xyz-PC:~/s_flow/alec$ vi two.c
void bar() {
   static i = 10;
}

【讨论】：