1 原理

1.1 首先，關(guān)于聲明和定義的區(qū)別。

這種寫法(函數(shù)原型后加;號表示結(jié)束的寫法)只能叫函數(shù)聲明而不能叫函數(shù)定義，只有帶函數(shù)體的聲明才叫定義，比如下面

只有分配存儲空間的變量聲明才叫變量定義，其實(shí)函數(shù)也是一樣，編譯器只有見到函數(shù)定義才會生成指令，而指令在程序運(yùn)行時當(dāng)然也要占存儲空間。那么沒有函數(shù)體的函數(shù)聲明有什么用呢？它為編譯器提供了有用的信息，編譯器在翻譯代碼的過程中，只有見到函數(shù)原型（不管帶不帶函數(shù)體）之后才知道這個函數(shù)的名字、參數(shù)類型和返回值，這樣碰到函數(shù)調(diào)用時才知道怎么生成相應(yīng)的指令，所以函數(shù)原型必須出現(xiàn)在函數(shù)調(diào)用之前，這也是遵循“先聲明后使用”的原則。

1.2 標(biāo)識符的鏈接屬性（Linkage）有三種

外部鏈接（ExternalLinkage）

如果最終的可執(zhí)行文件由多個程序文件鏈接而成，一個標(biāo)識符在任意程序文件中即使聲明多次也都代表同一個變量或函數(shù)，則這個標(biāo)識符具有External Linkage。具有External Linkage的標(biāo)識符編譯后在符號表中是GLOBAL的符號。

內(nèi)部鏈接（InternalLinkage）

如果一個標(biāo)識符在某個程序文件中即使聲明多次也都代表同一個變量或函數(shù)，則這個標(biāo)識符具有Internal Linkage。具有Internal Linkage的標(biāo)識符編譯后在符號表中是LOCAL的符號。

無鏈接（NoLinkage）

除以上情況之外的標(biāo)識符都屬于No Linkage的，例如函數(shù)的局部變量，以及不表示變量和函數(shù)的其它標(biāo)識符。

1.3 聲明和定義的次數(shù)限制

凡是被多次聲明的變量或函數(shù)，必須有且只有一個聲明是定義，如果有多個定義，或者一個定義都沒有，鏈接器就無法完成鏈接。顯然，聲明可以有很多次。

2 用extern和static修飾函數(shù)

測試案例2.1

測試案例2.1結(jié)果

編譯不能通過，error C2129: 靜態(tài)函數(shù)“void print_03(void)”已聲明但未定義因?yàn)閜rint_03在extern_static_test1.h中被聲明為static。當(dāng)static修飾函數(shù)的時候，說明此函數(shù)只能被自己內(nèi)部的文件使用，即具有internal linkage.因此main不能調(diào)用extern_static_test1.h中被static修飾的函數(shù)。如有有這樣幾個文件a.h, a.cpp, main.cpp。其中a.h被a.cpp和main.cpp所包含，那么a.h中用static修飾的函數(shù)只能被a.cpp中的函數(shù)調(diào)用，不能被main.cpp中的函數(shù)調(diào)用.這個internal linkage屬性就被確定了。即使你故意在main.cpp中進(jìn)行一次external的聲明(如extern void print_03(void);)也不能改變此internal linkage鏈接屬性。

測試案例2.2

為了修正測試案例2.1的錯誤，在main.cpp中刪除print_03();其它文件保持不變

則編譯沒有錯誤了，運(yùn)行結(jié)果是,

測試案例2.2結(jié)果

1. ?print_02()說明，函數(shù)被聲明為external后，才能做到在多個文件中多次聲明的情況下，依然指示同一個定義。

2. ?print_01()說明，函數(shù)聲明如果不加external，也不加static，則默認(rèn)為external.

3.

print_04()說明，如果函數(shù)聲明使用了static修飾符，則這個函數(shù)具有internallinkage，只能被聲明所在的文件內(nèi)部調(diào)用。所以這里的print_04()調(diào)用了聲明為static的print_03()。print_04()不具有static屬性，所以在main.cpp中能夠被調(diào)用。

測試案例2.3

在main.cpp中強(qiáng)制用extern修飾符聲明print_03();其它文件保持不變會發(fā)生什么？

測試案例2.3結(jié)果

依然出現(xiàn)編譯錯誤。說明，在a.h中已經(jīng)被聲明為static的文件，被main.cpp包含之后，main.cpp中不能修改它的屬性為external。

3 用extern和static修飾變量

測試案例3.1

由于是變量定義，所以不寫在extern_static_test1.h中，extern_static_test1.h和上文保持基本一致，為了簡化，只保留了一個函數(shù)。

變量定義寫在了extern_static_test1.cpp中，如下

現(xiàn)在來看看main.cpp文件

測試案例3.1結(jié)果

編譯發(fā)現(xiàn)，var1和var3都出現(xiàn)了編譯錯誤。

這說明，雖然已經(jīng)在這里喪心病狂地對3個變量的生命都寫明了extern.

extern int var1;

extern int var2;

extern int var3

但是，因?yàn)樵趀xtern_static_test1.cpp的文件中，var3已經(jīng)被定義為了static，所以它具有internallinkage了，只能在extern_static_test1.cpp中被使用了，不能在main.cpp中被使用了；因?yàn)樵趀xtern_static_test1.cpp的文件中，var1沒有修飾符，變量如果沒有鏈接屬性的修飾符，默認(rèn)是static。這和函數(shù)正好相反，函數(shù)如果沒有鏈接屬性的修飾符，默認(rèn)是external。想想，這樣設(shè)定是符合實(shí)際需求的，函數(shù)就是用來進(jìn)行操作，被調(diào)用的，默認(rèn)external更方便，變量不應(yīng)該被隨意使用，而應(yīng)該被函數(shù)操作，這樣才安全。

main.cpp修改之后，正確

測試案例3.2

如果把main.cpp中external聲明的關(guān)鍵字external去掉，extern_static_test1.h和extern_static_test1.cpp保持不變，這樣是否正確呢?

測試案例3.2結(jié)果

出現(xiàn)編譯錯誤，說明，如果要使得一個變量具有external linkage，必須在定義時和聲明時都得加上external修飾符，比如這里需要在extern_static_test1.cpp中var2的定義和main.cpp中的var2的聲明中都寫上external修飾符。因?yàn)樽兞磕J(rèn)是static，你要不特別說明它是external，那就默認(rèn)是static了。

二者的一些定性說明：

static:

一、在C中，static主要定義全局靜態(tài)變量、定義局部靜態(tài)變量、定義靜態(tài)函數(shù)。

1、定義全局靜態(tài)變量：在全局變量前面加上關(guān)鍵字static，該全局變量變成了全局靜態(tài)變量。全局靜態(tài)變量有以下特點(diǎn)。

???????????? a.在全局區(qū)分配內(nèi)存。

?????????? ? b.如果沒有初始化，其默認(rèn)值為0.

????????? ? c.該變量在本文件內(nèi)從定義開始到文件結(jié)束可見。

2、定義局部靜態(tài)變量：在局部變量前面加上關(guān)鍵字static，其特點(diǎn)如下：

???????????? a.該變量在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配內(nèi)存。

??????????? b.它始終駐留在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)，直到程序運(yùn)行結(jié)束。

??????????? c. 其作用域?yàn)榫植孔饔糜颍?dāng)定義它的函數(shù)或語句塊結(jié)束時，其作用域隨之結(jié)束。

3、定義靜態(tài)函數(shù)：在函數(shù)返回類型前加上static關(guān)鍵字，函數(shù)即被定義為靜態(tài)函數(shù)，其特點(diǎn)如下：

???????????? a.靜態(tài)函數(shù)只能在本源文件中使用

????????????? b.在文件作用域中聲明的inline函數(shù)默認(rèn)為static類型

二、在C++中新增了兩種作用：定義靜態(tài)數(shù)據(jù)成員或靜態(tài)函數(shù)成員。

定義靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。

????? ? ? ? ? a.內(nèi)存分配：靜態(tài)數(shù)據(jù)成員在程序的全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)分配。

????? ? ? ?? ? b.初始化和定義：靜態(tài)數(shù)據(jù)成員定義時要分配空間，所以不能在類聲明中定義。

????????? 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員因?yàn)槌绦蛞蚤_始運(yùn)行就必須存在，所以其初始化的最佳位置在類的內(nèi)部，public、protected、private關(guān)鍵字對它的限定和普通數(shù)據(jù)成員一樣，因?yàn)槠淇臻g在全局?jǐn)?shù)據(jù)分配，屬于所有本類的對象共享。它不屬于特定的類對象，在沒產(chǎn)生類對象時，其作用域可見，即沒有產(chǎn)生類的實(shí)例時，就可以操作它了。

靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)成員函數(shù)與類相聯(lián)系，不與類的對象相聯(lián)系。靜態(tài)成員函數(shù)不能訪問非靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。

extern:

extern可以置于變量或函數(shù)前，以在別的文件中標(biāo)識變量或函數(shù)的定義，并提示編譯器遇到此變量或函數(shù)時在其他模塊中尋找其定義。extern是C、C++語言中表明函數(shù)和全局變量作用范圍（可見性）的關(guān)鍵字。對于extern變量來說，僅僅是一個變量的聲明，其并不是定義，不會分配內(nèi)存空間。extern表示將變量或函數(shù)聲明為外部鏈接，變量默認(rèn)是內(nèi)部鏈接，函數(shù)默認(rèn)是外部鏈接。因此用來外部鏈接的函數(shù)，聲明時有無extern都可以連接通過。而全局變量則不行。通常，在模塊的頭文件中，對本模塊提供給其他模塊引用的函數(shù)和全局變量以關(guān)鍵字extern聲明。