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解析C++中的内部连接与外部连接

 2008-03-08 21:50:49 来源:WEB开发网   
核心提示:在说内部连接与外部连接前,先说明一些概念,解析C++中的内部连接与外部连接, 1.声明一个声明将一个名称引入一个作用域;在c++中,在一个作用域中重复一个声明是合法的 以下都是声明: int foo(int,int); //函数前置声明 typedef int Int; //typedef 声明 class bar;

  在说内部连接与外部连接前,先说明一些概念。

  1.声明

  一个声明将一个名称引入一个作用域;

  在c++中,在一个作用域中重复一个声明是合法的

  以下都是声明:

int foo(int,int); //函数前置声明

typedef int Int; //typedef 声明

class bar; //类前置声明

extern int g_var; //外部引用声明

class bar; //类前置声明

typedef int Int; //typedef 声明

extern int g_var; //外部引用声明

friend test; //友员声明

using std::cout; //名字空间引用声明

friend test; //友员声明

using std::cout; //名字空间引用声明

int foo(int,int); //函数前置声明
  在同一个作用域中你可以多次重复这些声明。

  有两种声明不能重复,那就是类成员函数及静态数据成员的声明

class foo
{
 static int i;
 static int i;//不可以
 public:
  int foo();
  int foo();//不可以
};
  2.定义

  一个定义提供一个实体(类型、实例、函数)在一个作用域的唯一描述。

  在同一作用域中不可重复定义一个实体。

  以下都是定义。

int y;

class foo {...};

strUCt bar {...};

foo* p;

static int i;

enum Color{RED,GREEN,BLUE};

const double PI = 3.1415;

union Rep{...};

void test(int p) {};

foo a;

bar b;
  3.编译单元

  当一个c或cpp文件在编译时,预处理器首先递归包含头文件,形成一个含有所有 必要信息的单个源文件,这个源文件就是一个编译单元。这个编译单元会被编译成为一个与cpp文件名同名的目标文件(.o或是.obj)。连接程序把不同编译单元中产生的符号联系起来,构成一个可执行程序。

  4.自由函数

  假如一个函数是自由函数,那么这个函数不是类的成员函数,也不是友元函数。

  下面来看内部连接和外部连接

  内部连接:假如一个名称对于它的编译单元来说是局部的,并且在连接时不会与其它编译单元中的同样的名称相冲突,那么这个名称有内部连接(注:有时也将声明看作是无连接的,这里我们统一看成是内部连接的)。

  以下情况有内部连接:

  a)所有的声明

  b)名字空间(包括全局名字空间)中的静态自由函数、静态友元函数、静态变量的定义

  c)enum定义

  d)inline函数定义(包括自由函数和非自由函数)

  e)类的定义

  f)名字空间中const常量定义

  g)union的定义

  外部连接:在一个多文件程序中,假如一个名称在连接时可以和其它编译单元交互,那么这个名称就有外部连接。

  以下情况有外部连接:

  a)类非inline函数总有外部连接。包括类成员函数和类静态成员函数

  b)类静态成员变量总有外部连接。

  c)名字空间(包括全局名字空间)中非静态自由函数、非静态友元函数及非静态变量

  下面举例说明:

  a)声明、enum定义、union定义有内部连接

  所有的声明、enum定义及union定义在编译后不会产生连接符号,也就是在不同编译单元中有相同名称的声明及enum、union定义并不会在连接时发生发现多个符号的错误。

// main.cpp

typedef int Int; //typedef 声明,内部连接

enum Color{red}; //enum定义,内部连接

union X //union定义,内部连接
{
 long a;
 char b[10];
};

int main(void)
{
Int i = red;
return i;
}

// a.cpp

typedef int Int; //在a.cpp中重声明一个int类型别名,在连接时不会发生错误
enum Color{blue}; //在a.cpp中重定义了一个enum Color,在连接时不会发生错误
const Int i =blue; //const常量定义,内部连接
union X //union定义,内部连接
{
 long a;
 char b[10];
};
  b)名字空间中静态自由函数、静态友元函数、静态变量、const常量定义有内部连接

// main.cpp

namespace test
{
 int foo(); //函数声明,内部连接
 static int i = 0; //名字空间静态变量定义,内部连接
 static int foo() { return 0;} //名字空间静态函数定义,内部连接
}

static int i = 0; //全局静态变量定义,内部连接
static int foo() {return 1;} //全局静态函数定义,内部连接
const int k = 0; //全局const常量定义,内部连接
int main(void)
{
 return 0;
}

//a.cpp

namespace test
{
 int i = 0; //名字空间变量定义,外部连接
 int foo() {return 0;} //名字空间函数定义,外部连接
}

int i = 0; //全局变量定义,外部连接
int k = 0; //全局变量定义,外部连接
int foo() { return 2;} //全局函数定义,外部连接
  在全局名字空间中,main.cpp中定义了静态变量i,常量k,及静态自由函数foo等,这些都有内部连接。假如你将这些变量或函数的static或是const修饰符去掉,在连接时就会现multiply defined symbols错误,它们与a.cpp中的全局变量、全局函数发生冲突。 QQ病毒 腾讯QQ空间代码专题 PPT教程专题 ADSL应用面面俱到 fireworks教程专题 计算机和网络技术基础知识 校园网专题 网吧技术专题
  c)类定义总有内部连接,而非inline类成员函数定义总有外部连接,不论这个成员函数是静态、虚拟还是一般成员函数,类静态数据成员定义总有外部连接。

  1.类的定义有内部连接。假如不是,想象一下你在4个cpp文件中include定义了类Base的头文件,在4个编译单元中的类Base都有外部连接,在连接的时候就会出错。

  看下面的例子:

//main.cpp

class B //类定义,内部连接
{
 static int s_i; //静态类成员声明,内部连接
 public:
  void foo() { ++s_i;} //类inline函数,内部连接
};
struct D
{
 void foo(); //类成员函数声明,内部连接
};

int B::s_i = 0; //类静态数据成员定义,外部连接
void D::foo() //类成员函数定义,外部连接
{
 cout << "D::foo in main.cpp" <<endl;
}

int main() //main函数,全局自由函数,外部连接
{
 B b;
 D d;
 return 0;
}

//a.cpp

class B
{
 int k;
};

struct D
{
 int d;
};
  在这个例子中,main.cpp与a.cpp中都有class B和class D的定义,但在编译这两个cpp文件时并不发生link错误。

  2.类的非inline成员函数(一般,静态,虚拟都是)总有外部连接,这样当你include了某个类的头文件,使用这个类的函数时,就能连接到正确的类成员函数上,继续以上面为例子,假如把a.cpp中的struct D改为

struct D //类定义
{
 int d;
 void foo(); //类成员函数声明
};
void D::foo() //类成员函数定义,外部连接
{
 cout << " D::foo in a.cpp" <<endl;
}
  这时main.cpp与a.cpp中的D::foo都有外部连接,在连接就会出现multiply defined symbols错。

  3.类的静态数据成员有外部连接,如上例的B::s_i,这样当你在main.cpp中定义了类静态数据成员,其它编译单元若使用了B::s_i,就会连接到main.cpp对应编译单元的s_i。

  d)inline函数总有内部连接,不论这个函数是什么函数

// main.cpp

inline int foo() { return 1;} //inline全局函数,内部连接
class Bar //类定义,内部连接
{
 public:
  static int f() { return 2;} //inline 类静态函数,内部连接
  int g(int i) { return i;} //inline 类成员函数,内部连接
};

class Base
{
 public:
  inline int k(); //类成员函数声明,内部连接
};

inline int Base::k(){return 5;} //inline 类成员函数,内部连接
int main(void)
{
 return 0;
}
  假如你的Base类是定义在Base.h中,而Base的inline 函数是在Base.cpp中定义的,那么在main.cpp中include "Base.h"编译不会出现问题,但在连接时会找不到函数k,所以类的inline函数最好放到头文件中,让每一个包含头文件的cpp都能找到inline函数。

  现在对c++中的连接有了一个熟悉,能清楚的知道是什么原因产生连接时错误。当你在连接时产生连接不到的错误,这说明所有的编译单元都没有这个实体的外部连接;当你在连接时发现有多个连接实体,这说明有多个编译单元提供了同名的有外部连接的实体。同时,在进行程序设计时,也要注重不要使只有本编译单元用到的函数、类、变量等有外部连接,减少与其它编译单元的连接冲突。

  不过在这里没有说明template函数及template class的连接性,并且对一些非凡的情况也没有作出说明(比如inline函数不能被inline)。

Tags:解析 内部 连接

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