C++内部链接与外部链接.docx
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C++内部链接与外部链接
C++内部链接与外部链接
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：
intfoo（int,int）;//函数前置声明
typedefintInt;//typedef声明
classbar;//类前置声明
externintg_var;//外部引用声明
classbar;//类前置声明
typedefintInt;//typedef声明
externintg_var;//外部引用声明
friendtest;//友员声明
usingstd:
:
cout;//命名空间引用声明
friendtest;//友员声明
usingstd:
:
cout;//命名空间引用声明
intfoo（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
classfoo
{
staticinti;
staticinti;//不可以
public:
intfoo（）;
intfoo（）;//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：
inty;
classfoo{...};
structbar{...};
foo*p;
staticinti;
enumColor{RED,GREEN,BLUE};
constdoublePI=3.1415;
unionRep{...};
voidtest（intp）{};
fooa;
barb;
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
如果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：
如果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）命名空间（包括全局命名空间）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）命名空间中const常量定义
g）union的定义
外部连接:
在一个多文件程序中，如果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。
来源:
考试大-计算机二级考试
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）命名空间（包括全局命名空间）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
typedefintInt;//typedef声明，内部连接
enumColor{red};//enum定义,内部连接
unionX//union定义，内部连接
{
longa;
charb[10];
};
intmain（void）
{
Inti=red;
returni;
}
//a.cpp
typedefintInt;//在a.cpp中重声明一个int类型别名，在连接时不会发生错误
enumColor{blue};//在a.cpp中重定义了一个enumColor，在连接时不会发生错误
constInti=blue;//const常量定义，内部连接
unionX//union定义，内部连接
{
longa;
charb[10];
};
b）命名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
namespacetest
{
intfoo（）;//函数声明，内部连接
staticinti=0;//命名空间静态变量定义，内部连接
staticintfoo（）{return0;}//命名空间静态函数定义，内部连接
}
staticinti=0;//全局静态变量定义，内部连接
staticintfoo（）{return1;}//全局静态函数定义，内部连接
constintk=0;//全局const常量定义，内部连接
intmain（void）
{
return0;
}
//a.cpp
namespacetest
{
inti=0;//命名空间变量定义，外部连接
intfoo（）{return0;}//命名空间函数定义，外部连接
}
inti=0;//全局变量定义，外部连接
intk=0;//全局变量定义，外部连接
intfoo（）
{
return2;
}//全局函数定义，外部连接
在全局命名空间中，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。
如果你将这些变量或函数的static或是const修饰符去掉，在连接时就会出现multiplydefinedsymbols错误，它们与a.cpp中的全局变量、全局函数发生冲突。
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。
如果不是，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
classB//类定义，内部连接
{
staticints_i;//静态类成员声明，内部连接
public:
voidfoo（）
{
++s_i;
}//类inline函数，内部连接
};
structD
{
voidfoo（）;//类成员函数声明，内部连接
};
intB:
:
s_i=0;//类静态数据成员定义，外部连接
voidD:
:
foo（）//类成员函数定义，外部连接
{
cout<<"D:
:
fooinmain.cpp"< }
intmain（）//main函数，全局自由函数，外部连接
{
Bb;
Dd;
return0;
}
//a.cpp
classB
{
intk;
};
structD
{
intd;
};
在这个例子中，main.cpp与a.cpp中都有classB和classD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，如果把a.cpp中的structD改为
structD//类定义
{
intd;
voidfoo（）;//类成员函数声明
};
voidD:
:
foo（）//类成员函数定义，外部连接
{
cout<<"D:
:
fooina.cpp"< }
这时main.cpp与a.cpp中的D:
:
foo都有外部连接，在连接就会出现multiplydefinedsymbols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
inlineintfoo（）
{
return1;
}//inline全局函数，内部连接
classBar//类定义，内部连接
{
public:
staticintf（）{return2;}//inline类静态函数，内部连接
intg（inti）{returni;}//inline类成员函数，内部连接
};
classBase
{
public:
inlineintk（）;//类成员函数声明，内部连接
};
inlineintBase:
:
k（）
{
return5;
}//inline类成员函数，内部连接
intmain（void）
{
return0;
}
如果你的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++中的连接有了一个认识，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，也要注意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。
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