C、C++中的static和extern关键字

1.首先，关于声明和定义的区别

这种写法(函数原型后加;号表示结束的写法)只能叫函数声明而不能叫函数定义，只有带函数体的声明才叫定义，比如下面

只有分配存储空间的变量声明才叫变量定义，其实函数也是一样，编译器只有见到函数定义才会生成指令，而指令在程序运行时当然也要占存储空间。那么没有函数体的函数声明有什么用呢？它为编译器提供了有用的信息，编译器在翻译代码的过程中，只有见到函数原型（不管带不带函数体）之后才知道这个函数的名字、参数类型和返回值，这样碰到函数调用时才知道怎么生成相应的指令，所以函数原型必须出现在函数调用之前，这也是遵循“先声明后使用”的原则。

标识符的链接属性（Linkage）有三种

外部链接（ExternalLinkage）

如果最终的可执行文件由多个程序文件链接而成，一个标识符在任意程序文件中即使声明多次也都代表同一个变量或函数，则这个标识符具有External Linkage。具有External Linkage的标识符编译后在符号表中是GLOBAL的符号。

内部链接（InternalLinkage）

如果一个标识符在某个程序文件中即使声明多次也都代表同一个变量或函数，则这个标识符具有Internal Linkage。具有Internal Linkage的标识符编译后在符号表中是LOCAL的符号。

无链接（NoLinkage）

除以上情况之外的标识符都属于No Linkage的，例如函数的局部变量，以及不表示变量和函数的其它标识符。

声明和定义的次数限制

凡是被多次声明的变量或函数，必须有且只有一个声明是定义，如果有多个定义，或者一个定义都没有，链接器就无法完成链接。显然，声明可以有很多次。

2.用extern和static修饰函数

测试案例2.1

测试案例2.1结果：

编译不能通过，error C2129: 静态函数“void print_03(void)”已声明但未定义因为print_03在extern_static_test1.h中被声明为static。
当static修饰函数的时候，说明此函数只能被自己内部的文件使用，即具有internal linkage.因此main不能调用extern_static_test1.h中被static修饰的函数。
如有有这样几个文件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修饰的函数只能被a.cpp中的函数调用，不能被main.cpp中的函数调用.这个internal linkage属性就被确定了。即使你故意在main.cpp中进行一次external的声明(如extern void print_03(void);)也不能改变此internal linkage链接属性。

测试案例2.2

为了修正测试案例2.1的错误，在main.cpp中删除print_03();其它文件保持不变

则编译没有错误了，运行结果是:

测试案例2.2结果:

print_02()说明，函数被声明为external后，才能做到在多个文件中多次声明的情况下，依然指示同一个定义。
print_01()说明，函数声明如果不加external，也不加static，则默认为external.
print_04()说明，如果函数声明使用了static修饰符，则这个函数具有internallinkage，只能被声明所在的文件内部调用。所以这里的print_04()调用了声明为static的print_03()。print_04()不具有static属性，所以在main.cpp中能够被调用。

测试案例2.3

在main.cpp中强制用extern修饰符声明print_03();其它文件保持不变会发生什么？

测试案例2.3结果:

依然出现编译错误。说明，在a.h中已经被声明为static的文件，被main.cpp包含之后，main.cpp中不能修改它的属性为external。

3.用extern和static修饰变量

测试案例3.1

由于是变量定义，所以不写在extern_static_test1.h中，extern_static_test1.h和上文保持基本一致，为了简化，只保留了一个函数。

变量定义写在了extern_static_test1.cpp中，如下:

现在来看看main.cpp文件:

测试案例3.1结果:
编译发现，var1和var3都出现了编译错误。这说明，虽然已经在这里丧心病狂地对3个变量的生命都写明了extern.extern int var1;extern int var2;extern int var3但是，因为在extern_static_test1.cpp的文件中，var3已经被定义为了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；因为在extern_static_test1.cpp的文件中，var1没有修饰符，变量如果没有链接属性的修饰符，默认是static。

这和函数正好相反，函数如果没有链接属性的修饰符，默认是external。想想，这样设定是符合实际需求的，函数就是用来进行操作，被调用的，默认external更方便，变量不应该被随意使用，而应该被函数操作，这样才安全。main.cpp修改之后，正确:

测试案例3.2

如果把main.cpp中external声明的关键字external去掉，extern_static_test1.h和extern_static_test1.cpp保持不变，这样是否正确呢?

测试案例3.2结果

出现编译错误，说明，如果要使得一个变量具有external linkage，必须在定义时和声明时都得加上external修饰符，比如这里需要在extern_static_test1.cpp中var2的定义和main.cpp中的var2的声明中都写上external修饰符。因为变量默认是static，你要不特别说明它是external，那就默认是static了。

二者的一些定性说明：

static:

一、在C中，static主要定义全局静态变量、定义局部静态变量、定义静态函数。

1、定义全局静态变量：在全局变量前面加上关键字static，该全局变量变成了全局静态变量。全局静态变量有以下特点。

在全局区分配内存。
如果没有初始化，其默认值为0.
该变量在本文件内从定义开始到文件结束可见。

2、定义局部静态变量：

在局部变量前面加上关键字static，其特点如下：

a.该变量在全局数据区分配内存。
b.它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。
c. 其作用域为局部作用域，当定义它的函数或语句块结束时，其作用域随之结束。

3、定义静态函数：在函数返回类型前加上static关键字，函数即被定义为静态函数，其特点如下：

a.静态函数只能在本源文件中使用
b.在文件作用域中声明的inline函数默认为static类型

二、在C++中新增了两种作用：

定义静态数据成员或静态函数成员。

定义静态数据成员:

内存分配：静态数据成员在程序的全局数据区分配。
初始化和定义：静态数据成员定义时要分配空间，所以不能在类声明中定义。

静态数据成员因为程序以开始运行就必须存在，所以其初始化的最佳位置在类的内部，public、protected、private关键字对它的限定和普通数据成员一样，因为其空间在全局数据分配，属于所有本类的对象共享。它不属于特定的类对象，在没产生类对象时，其作用域可见，即没有产生类的实例时，就可以操作它了。

静态成员函数。

静态成员函数与类相联系，不与类的对象相联系。静态成员函数不能访问非静态数据成员。

extern:

extern可以置于变量或函数前，以在别的文件中标识变量或函数的定义，并提示编译器遇到此变量或函数时在其他模块中寻找其定义。extern是C、C++语言中表明函数和全局变量作用范围（可见性）的关键字。对于extern变量来说，仅仅是一个变量的声明，其并不是定义，不会分配内存空间。
extern表示将变量或函数声明为外部链接，变量默认是内部链接，函数默认是外部链接。因此用来外部链接的函数，声明时有无extern都可以连接通过。而全局变量则不行。通常，在模块的头文件中，对本模块提供给其他模块引用的函数和全局变量以关键字extern声明。

更多参考