C言語の「extern」キーワードとは？外部変数の基本と使い方を解説

externキーワードとは

外部変数は「グローバル変数」とも呼ばれ、関数の外側で定義される変数のことです。外部変数はプログラム全体からアクセスでき、実行中のどの関数からでも参照したり、値を書き換えたりすることが可能です。「extern」キーワードは、こうした外部変数や関数を宣言・定義し、その可視範囲を広げるために使用されます。

外部変数の基本特性

• スコープ：特定の関数に束縛されず、プログラム全体（グローバル）で有効です。

• デフォルト値：明示的に初期化しない場合、グローバル変数は自動的に0で初期化されます。

• 生存期間：プログラムの実行が終了するまでメモリ上に保持されます。

C言語のexternキーワードに関する重要なポイント

• 外部変数は何度でも宣言できますが、定義できるのは1回だけです。

• 「extern」キーワードは、関数や変数の可視範囲（スコープ）を拡張する目的で使用されます。

• 関数はデフォルトでプログラム全体から参照可能なため、extern付きの関数宣言・定義は不要です。付けても冗長になるだけです。

• 「extern」キーワードを付けた変数宣言は、定義ではなく宣言のみを表します。

• extern変数を初期化した場合、それは定義として扱われます。

サンプルコード

C言語におけるextern変数の使用例を以下に示します。

#include <stdio.h>
extern int x = 32;
int b = 8;
int main() {
    auto int a = 28;
    extern int b;
    printf("The value of auto variable : %d\n", a);
    printf("The value of extern variables x and b : %d,%d\n",x,b);
    x = 15;
    printf("The value of modified extern variable x : %d\n",x);
    return 0;
}

実行結果

The value of auto variable : 28
The value of extern variables x and b : 32,8
The value of modified extern variable x : 15

コードの解説

この例では、auto int a = 28;によってmain関数内にローカルな自動変数aを定義しています。extern int b;は、ファイル先頭で定義済みのグローバル変数bを再宣言しているだけであり、新たなメモリ領域は確保されません。

また、extern int x = 32;のようにextern付きで初期化を行うと、その宣言は定義として扱われる点に注意が必要です。最後に、関数内からグローバル変数xの値を15に書き換え、変更がプログラム全体に反映されていることを確認しています。