理解extern關鍵字作用的多個方面

一、變數定義與聲明

extern一般用於變數或函數的聲明，主要的作用是告訴編譯器這個變數或函數已經在別的地方定義了，在此處只需要聲明即可。具體用法為：

/*在main.c文件中*/
int a = 10;

/*在其他文件中，聲明使用*/
extern int a;

這樣其他文件就可以使用變數a了。

需要注意的是，如果要使用extern關鍵字，變數或函數必須先在其他文件中定義過了。

二、跨文件的變數共享

在C語言中，跨文件的變數共享是比較常見的需求。當多個文件需要使用同一個變數時，我們可以在一個文件中定義該變數，並使用extern聲明該變數，然後在其他文件中用extern關鍵字再次聲明該變數，從而實現變數共享。

看下面的示例：

/*在var.c文件中*/
int global_var;

/*在other.c文件中*/
extern int global_var;

/*在main.c文件中*/
int main(void)
{
    global_var = 10; /*在main.c中給global_var賦初值*/
    other_func(); /*在main.c中調用函數*/
}

void other_func(void)
{
    printf("%d", global_var); /*在other.c中使用global_var的值*/
}

在這個示例中，我們在var.c中定義了一個全局變數global_var，然後在other.c中用extern關鍵字聲明該變數，以便在other_func函數中使用。在main.c中定義了該變數，然後調用other_func函數，最後輸出全局變數global_var的值。

三、常量定義與聲明

使用extern關鍵字還可以在一個文件中定義常量並在其他文件中使用。這種方式非常適合用來定義程序中經常需要用到的一些常量。

看下面的示例：

/*在const.c文件中*/
extern const int MAX_SIZE = 100;

/*在main.c文件中*/
int main(void)
{
    printf("%d", MAX_SIZE); /*使用const.c中定義的常量*/
}

在這個示例中，我們在const.c文件中定義了一個常量MAX_SIZE，並用extern關鍵字聲明該常量，以便在main.c中使用。在main.c中使用了該常量。

四、跨平台共享變數

有時候我們需要在不同平台的代碼之間進行數據共享。此時，為了確保數據類型和位元組對齊方式的一致性，我們需要使用特殊的編譯指令來約束變數的內存分配方式，以免數據類型和位元組對齊方式不同，導致數據共享失敗。

具體做法是在定義變數時，使用__declspec(dllexport)或__declspec(dllimport)聲明變數的內存分配方式。這些指令可以告訴編譯器如何分配變數的內存，以及在不同平台上如何對齊變數。

看下面的示例：

/*在common.h文件中*/
#ifdef _WIN32
    #define COMMON_API __declspec(dllexport)
#else
    #define COMMON_API extern
#endif

/*在common.c文件中*/
int COMMON_API global_var;

/*在other.c文件中*/
extern int global_var;

在這個示例中，我們在common.h文件中定義了一個宏COMMON_API，在Windows平台上，這個宏聲明了變數的內存分配方式為__declspec(dllexport)，而在其他平台上，這個宏則聲明了變數的內存分配方式為extern。

在common.c文件中，我們定義了一個變數global_var，並使用COMMON_API宏聲明變數在不同平台上的內存分配方式。在other.c中，我們使用extern關鍵字聲明該變數，以便在other.c中使用。