C++ - extern const的问题

本文探讨了C++中const常量在不同源文件间的正确声明与引用方法,包括常见的错误示例及解决策略。文章还介绍了如何通过extern关键字实现全局作用域内const变量的正确使用。

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1. 具体问题场景:
需要在A.cpp中定义一个const常量,并在B.cpp中引用这个常量,出错的场景:
// A.cpp
const int NUM = 100;

// B.cpp
extern const int NUM;

// 编译错误,错误提示外部符号NUM无法解析,未定义。

2. 出错原因:
const对象默认为文件的局部变量。

3. 关于非const:
在全局作用域里定义非const变量时,它在整个程序中都可以访问。可以把一个非const变量定义在一个文件中,并在另外的文件中使用这个变量:
// A.cpp
int counter;   // 定义非const变量counter

// B.cpp
extern int counter;   // 对A.cpp中的非const变量counter进行声明引用
++counter;   // 使用非const变量counter

4. 关于const:
在全局作用域声明的const变量是定义在该对象的文件的局部变量。此变量只存在于那个文件中,不能被其他文件访问。通过显式地指定const变量为extern,就可以在整个程序中访问const对象。
// A.cpp
extern const int NUM = 100;

// B.cpp
extern const int NUM;
for (i = 0; i < NUM; i++)

// 注意:B.cpp中的NUM也是extern,但是这个extern标志着NUM是一个声明,所以没有初始化式。

5. 列举几种情形的对与错:
(1)ERROR: B.cpp中的NUM无法解析,未定义。
// A.cpp
const int NUM = 100;

// B.cpp
extern const int NUM;
int i = NUM;

(2)OK
// A.cpp
const int NUM = 100;

// B.cpp
extern const int NUM = 99;
int i = NUM;

(3)OK
// A.cpp
extern const int NUM = 100;

// B.cpp
extern const int NUM;
int i = NUM;

(4)ERROR: NUM重定义
// A.cpp
extern const int NUM = 100;

// B.cpp
extern const int NUM = 99;
int i = NUM;

(5)OK
// A.cpp
extern const int NUM = 100;

// B.cpp
const int NUM = 99;
int i = NUM;

(6)OK
// A.cpp
const int NUM = 100;

// B.cpp
extern const int NUM = 99;
int i = NUM;

6. 几种声明使用常量的方法:
(1)在一个.cpp文件中使用extern定义const常量,在使用的地方extern声明引用。
(2)全部在头文件中进行const定义,在使用的地方包含头文件,但不要使用extern,否则多个包含此头文件的.cpp文件将出现重定义错误。
(3)在一个.cpp文件中extern定义,在头文件中extern声明,在使用的地方包含头文件(适用于大量常量情形)。
(4)避免常量,使用函数:
double PI()
{
    return 3.1415926;
}
### C++ 中 `static`、`const` 和 `extern` 关键字的用法及区别 #### `static` 关键字 `static` 可用于多种场景,在不同上下文中具有不同的含义。 - **局部静态变量**:当在函数内定义一个 `static` 局部变量,该变量仅初始化一次,并且在其生命周期结束后不会被销毁,直到程序结束。这使得它可以在多次调用之间保持状态[^2]。 ```cpp void func() { static int count = 0; ++count; std::cout << "Called " << count << " times." << std::endl; } ``` - **全局或命名空间级别的静态变量/函数**:这些实体只限于当前编译单元可见,即其他源文件无法访问它们。这样有助于减少名称冲突并隐藏实现细节[^1]。 - **类内的静态成员**:对于类而言,`static` 成员属于整个类而非某个特定的对象实例;因此所有对象共享同一份数据副本。需要注意的是,这类成员需在外单独定义和初始化。 #### `const` 关义词 此关键字主要用于表示不可变的数据特性: - **常量变量**:一旦赋初值之后就不能再改变其内容了。通过这种方式能够增强代码的安全性和可读性[^3]。 ```cpp const double PI = 3.14159265358979323846; ``` - **常量指针与指向常量的指针**:前者意味着指针本身不能更改所指向的位置,后者则规定了其所指向的内容不允许修改。 ```cpp char* const pStr = str; // 常量指针 const char* pConstStr = cstr;// 指向常量字符数组的指针 ``` - **常量引用**:允许传递参数不创建临拷贝而又能确保不意外改动原参量。 ```cpp void foo(const string& s); ``` - **常量成员函数**:表明方法执行期间不会对非静态数据成员造成任何变动。 ```cpp class MyClass { public: bool isReady() const; }; ``` #### `extern` 关键字 主要用途在于声明来自另一个翻译单位(通常是其它 .c 或者 .cpp 文件)里的符号——无论是变量还是函数。这意味着告诉编译器:“这里提到的东西是在别的地方定义好的”。这种机制特别适用于跨多个模块管理大型项目中的资源链接问题[^4]。 ```cpp // FileA.cpp int globalVar; void someFunction(); // FileB.cpp extern int globalVar; extern void someFunction(); ``` 上述例子展示了如何利用 `extern` 来让两个独立的源码片段相互协作工作。
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