iOS常量使用extern和static原理探究，为什么Defines中默认推荐使用extern?

一、场景需求
二、使用方法
三、探究
四、总结

一、场景需求

我们在项目架构中，每个模块下都会需要一个相关定义文件。例如：注册、登录、忘记密码为一个Account模块，模块下的枚举、宏定义、通知、数据存储 Key 等都放在一个EHIAccountDefines文件中。对于宏定义、通知、数据存储 Key 等常量的定义使用我们来讨论一下。

二、使用方法

2.1 宏定义

// EHIAccountDefines.h
#define kEHIChangedPasswordNotification @"UserChangedPassword";

最省事的方式就是宏定义了，但是宏定义本质只是文本替换。在预编译器影响速度、不能声明变量类型、不能使用 const 修饰导致使用中值可以更改，所以常量的定义不推荐。一般用于方法的定义（方法也可以使用内联函数inline代替一部分，具体使用不多赘述）。

2.2 static

// EHIAccountDefines.h
static NSString *const kEHILogoutNotification = @"UserDidLogout";

这种写法也是很常见的，不止是在这个场景，也有很多用在.m中定义一个动画时长、cell复用池名称的定义等。

2.3 extern

// EHIAccountDefines.h
extern NSString *const kEHILoginNotification;

// EHIAccountDefines.m
NSString *const kEHILoginNotification = @"UserDidLogin";

排除#define的写法。extern是各个博客和书上的默认写法，没有太多对此的解释，好像理应如此。而实际上static的话只需要.h文件即可，更加方便。所以这次探究一下为什么还都默认使用extern呢？

三、探究

3.1 举个例子

在.pch引用的全局的一个Defines文件中写下：

// .h
extern NSString *const kEHIConstExternStr;

static NSString *const kEHIConstStaticStr = @"一个静态字符串";

// .m
NSString *const kEHIConstExternStr = @"一个外部字符串";

在几个ViewController的viewDidLoad中使用这两个字符串（注意是分别几个文件中写，不是基类）：

NSLog(@"%@ %@：%p, %x", self.className, kEHIConstExternStr, kEHIConstExternStr, &kEHIConstExternStr);
NSLog(@"%@ %@：%p, %x", self.className, kEHIConstStaticStr, kEHIConstStaticStr, &kEHIConstStaticStr);

%p打印的是这个字符串的值的地址，后面%x是存放这个变量的地址。
只有值类型是直接放的值，引用类型放的都是地址。字符串是引用类型，故而它地址存放的是它的值地址。

3.2 输出结果

[1982:519479] AppDelegate 一个外部字符串：0x106715780, 6692cd8
[1982:519479] AppDelegate 一个静态字符串：0x1066e2020, 6669410

[1982:519479] EHIHomeContantViewController 一个外部字符串：0x106715780, 6692cd8
[1982:519479] EHIHomeContantViewController 一个静态字符串：0x1066e2020, 667b080

[1982:519479] EHIHomeViewController 一个外部字符串：0x106715780, 6692cd8
[1982:519479] EHIHomeViewController 一个静态字符串：0x1066e2020, 667d530

查看输出结果，可以得知：

extern：变量地址和值地址都是同一个。
static：值地址是同一个，但是变量地址是不同的。

那么 static 在所有地方引用，是在所有地方都分配一个变量地址呢，还是只有使用到才会分配呢？反编译查看：

static NSString *const kShowGuideKey = @"kShowGuideKey01";

static 的变量地址是变的，但是在用到的地方才会创建。三个文件里有用到，就会自动生成三个变量，分别是_kShowGuideKey、_kShowGuideKey_101980440、 _kShowGuideKey_1019949c0，都指向同一个字符串@“kShowGuideKey01”值。
编译的时候第一次用到是原名加下划线前缀，只有再有用到会追加地址最为后缀区分。

extern 的不管多少个地方用到，编译时只有一个下划线前缀的变量，因为 extern 的只有一个.m有这个定义。

3.3 分析

extern：全局只有一个变量，对一个常量字符串的引用，只会被初始化一次。
static：全局有多个变量，每个引用的地方的变量都会初始化一次，分配内存空间，对一个常量字符串的引用（所以很多博客和书根本就没提这样写）。

3.3.1 static 的原理

而为什么会有这个结论呢？static 修饰的变量为什么多次分配内存呢？

上面的使用，如果既不用 extern 修饰，也不用 static 修饰呢？答案是报错，因为重复定义了。
我们先了解下 .h 的作用：

.h文件可以说没有用，只是给外部看的。h中是实际上无法定义变量的，编译.m的时候会把.h中的内容在.m中展开后编译才会真正的生成一个变量。

所以，没有任何修饰符的话相当于多个类中都定义了同一个变量名，就重复定义报错了。

然而，这里加上static的话，就不会报错，只是每个文件使用的变量不一样。也就是说 static 限制了该变量作用域在每个使用它的文件内。

我们可以得到结论：

static：限制作用域。

（这里就不扩展说它修饰局部变量、全局变量、函数的作用了~~~ ）

3.3.2 extern 的原理

接下来，为什么 extern 可以保持变量和常量一致呢？

我们看个例子，日常开发中在 .m 中使用 static 的情况很多，例如：

static NSString *const kEHIShowGuideKey = @"EHIShowGuideKey";

如果不加 static 修饰符呢？

// ClassA.m
NSString *const kEHIShowGuideKey = @"EHIShowGuideKey";

系统会自动给我们加上 extern 修饰为外部变量。按照上面说的 static 限制作用域的原理，我们在其他地方就不能重复定义这个变量名称了。但是它现在是一个外部变量，我们可以在其它地方使用这个变量。

如果其他地方使用，我们可以这么用：

// ClassB.m
extern NSString *const kEHIShowGuideKey;

ClassB 在使用时，声明我在使用一个外部变量。但是这样就要每个使用该字符串的时候都去声明下。

所以常规的写法还是如下：

// ClassA.h
extern NSString *const kEHIShowGuideKey;

// ClassA.m
NSString *const kEHIShowGuideKey = @"EHIShowGuideKey";