Когда использовать extern в C++?

Это становится полезным, когда у вас есть глобальные переменные. Вы объявляете существование глобальных переменных в заголовочном файле, чтобы каждый исходный файл, который включает этот заголовок, знал об их существовании, но вам нужно «определить» переменную только один раз в одном из ваших исходных файлов.

Для уточнения, использование extern int x; указывает компилятору, что объект типа int с именем x существует где-то. Компилятору не нужно знать, где именно она существует, нужно лишь знать тип и имя, чтобы понимать, как это использовать. После компиляции всех исходных файлов компоновщик разрешит все ссылки на x к одному определению, которое он найдет в одном из скомпилированных исходных файлов. Чтобы это сработало, определение переменной x должно иметь так называемую «внешнюю связь», что в основном означает, что она должна быть объявлена вне функции (в так называемой «области видимости файла») и без ключевого слова static.

Заголовочный файл:

#ifndef HEADER_H
#define HEADER_H

// любой исходный файл, который включает этот заголовок, сможет использовать "global_x"
extern int global_x;

void print_global_x();

#endif

Исходный файл 1:

#include "header.h"

// так как global_x все еще нужно определить где-то,
// мы определяем его (например) в этом исходном файле
int global_x;

int main()
{
    //устанавливаем global_x здесь:
    global_x = 5;

    print_global_x();
}

Исходный файл 2:

#include <iostream>
#include "header.h"

void print_global_x()
{
    //выводим global_x здесь:
    std::cout << global_x << std::endl;
}

Когда вам нужно поделиться переменной между несколькими модулями, полезно определить её в одном модуле, а в других использовать ключевое слово extern.

Например:

в файле file1.cpp:

int global_int = 1;

в файле file2.cpp:

extern int global_int;
// Внутри какой-либо функции
cout << "global_int = " << global_int;

Таким образом, extern позволяет вам использовать переменную global_int, объявленную в file1.cpp, в file2.cpp, что удобно для организации кода и управления общими данными.

Всё дело в связывании.

Предыдущие ответы удачно объяснили, как работает extern.

Но я хочу добавить важный момент.

Вы спрашиваете о extern в C++, а не в C, и я не понимаю, почему никто не упомянул случай, когда extern используется с const в C++.

В C++ переменная const по умолчанию имеет внутреннюю привязку (в отличие от C).

Таким образом, этот сценарий приведет к ошибке связывания:

Исходник 1:

const int global = 255; // неверный способ определения глобальной константы в C++

Исходник 2:

extern const int global; // объявление

Правильный вариант будет выглядеть так:

Исходник 1:

extern const int global = 255; // определение глобальной константы в C++

Исходник 2:

extern const int global; // объявление

Помните, что в C++ для глобальных const переменных необходимо явно указывать extern в их определении, чтобы избежать проблем со связкой!

Это полезно, когда вам нужно создать глобальную переменную. Вы определяете глобальные переменные в одном исходном файле, а в заголовочном файле объявляете их с помощью ключевого слова extern, чтобы любой файл, который включает этот заголовочный файл, имел доступ к одной и той же глобальной переменной.