我喜欢把extern变量看作是你对编译器做出的承诺。

当遇到一个extern时，编译器只能找出它的类型，而不能找出它“居住”的位置，因此它不能解析引用。

你告诉它:“相信我。在链接时，这个引用将是可解析的。”

GCC ELF Linux实现

其他答案已经涵盖了语言使用方面的观点，所以现在让我们看看它是如何在这个实现中实现的。

c

#include <stdio.h>

int not_extern_int = 1;
extern int extern_int;

void main() {
    printf("%d\n", not_extern_int);
    printf("%d\n", extern_int);
}

编译和反编译:

gcc -c main.c
readelf -s main.o

输出包含:

Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
 9: 0000000000000000     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT    3 not_extern_int
12: 0000000000000000     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  UND extern_int

System V ABI Update ELF规范“符号表”章节解释:

这个节表索引表示该符号未定义。当链接编辑器将这个目标文件与另一个定义指定符号的文件结合在一起时，这个文件对符号的引用将被链接到实际的定义。

这基本上是C标准赋予extern变量的行为。

从现在开始，制作最终程序是链接器的工作，但是extern信息已经从源代码中提取到目标文件中。

在GCC 4.8上测试。

c++ 17内联变量

在c++ 17中，你可能想要使用内联变量而不是extern变量，因为它们使用简单(可以在头文件中定义一次)并且更强大(支持constexpr)。参见:“const static”在C和c++中是什么意思?

简而言之，extern意味着变量是在其他模块中定义的，它的地址在链接时是已知的。编译器不会在当前模块中保留内存，并且知道变量类型。要理解extern，至少要有很少的汇编经验。

我使用了一个非常简短的解决方案，允许头文件包含对象的extern引用或实际实现。实际包含该对象的文件只是#define GLOBAL_FOO_IMPLEMENTATION。然后，当我向这个文件添加一个新对象时，它也会显示在那个文件中，而不需要我复制和粘贴定义。

我在多个文件中使用这种模式。因此，为了保持内容尽可能自包含，我只是在每个头文件中重用单个GLOBAL宏。我的标题是这样的:

//file foo_globals.h
#pragma once  
#include "foo.h"  //contains definition of foo

#ifdef GLOBAL  
#undef GLOBAL  
#endif  

#ifdef GLOBAL_FOO_IMPLEMENTATION  
#define GLOBAL  
#else  
#define GLOBAL extern  
#endif  

GLOBAL Foo foo1;  
GLOBAL Foo foo2;


//file main.cpp
#define GLOBAL_FOO_IMPLEMENTATION
#include "foo_globals.h"

//file uses_extern_foo.cpp
#include "foo_globals.h

首先，extern关键字不用于定义变量;相反，它用于声明变量。我可以说extern是一个存储类，而不是数据类型。

extern用于让其他C文件或外部组件知道这个变量已经在某处定义。例如:如果你正在构建一个库，不需要在库本身的某个地方强制定义全局变量。库将直接编译，但在链接文件时，它将检查定义。

extern的正确解释是，你告诉编译器一些东西。你告诉编译器，尽管现在不存在，但声明的变量将以某种方式被链接器找到(通常在另一个对象(文件)中)。链接器将幸运地找到所有内容并将其组合在一起，无论是否有一些外部声明。