C++のexternストレージクラスとは？使い方と注意点を解説

externストレージクラスとは

externストレージクラス指定子は、複数のソースファイルから利用できるオブジェクトを宣言するための機能です。extern宣言を行うと、その変数は現在のソースファイルの以降の部分で使用可能になります。ただし、この宣言は定義を置き換えるものではありません。extern宣言は、別の場所（外部）で定義されている変数を記述するために使われます。

extern宣言の記述位置と省略ルール

extern宣言は、関数の外側またはブロックの先頭に記述できます。宣言が関数を表す場合や、関数の外側にあって外部リンケージを持つオブジェクトを表す場合は、externキーワードを省略することも可能です。

また、同じ識別子に対する宣言がすでにファイルスコープに存在する場合、ブロック内で見つかった同じ識別子のextern宣言は、その同一オブジェクトを参照します。逆に、ファイルスコープに他の宣言が存在しない場合は、その識別子は外部リンケージを持つことになります。

C++におけるexternの制限

C++では、externストレージクラス指定子の使用はオブジェクト名または関数名に限定されています。型宣言にextern指定子を付けることは不正であり、コンパイルエラーとなります。さらに、extern宣言をクラススコープ内に記述することもできません。

externを使った変数の共有例

externキーワードを活用すると、次のように複数のファイル間で変数を共有できます。

file3.h

extern int global_variable; /* 変数の宣言 */

file1.c

#include "file3.h"  /* ここで宣言が利用可能になる */
#include "prog1.h"  /* 関数の宣言 */

/* 変数はここで定義される */
int global_variable = 37;  /* 定義が宣言と照合される */

int increment(void) {
    return global_variable++;
}

file2.c

#include "file3.h"
#include "prog1.h"
#include <stdio.h>

void use_it(void)
{
    printf("Global variable: %d\n", global_variable++);
}

この例では、ヘッダーファイル「file3.h」でextern宣言を行い、各ソースファイルからそのヘッダーをインクルードすることで、同一のグローバル変数を共有しています。実際の定義は「file1.c」内で一度だけ行われ、宣言との整合性がチェックされます。

externキーワードの本質を的確に捉えたStack Overflowの質問が以下にありますので、より深く理解したい方は参考にしてください。
https://stackoverflow.com/questions/1433204/how-do-i-use-extern-to-share-variables-between-source-files