C++ 变量链接性

本文深入探讨了C++中链接性的三个层面:无链接、内部链接和外部链接,详细解释了不同作用域下各种实体如何获得链接,并说明了这些链接对变量和函数在多个翻译单元间共享的影响。

一 链接

指代对象、引用、函数、类型、模板、命名空间或值的名称可拥有链接。若名称拥有链接,则其所指代的实体与另一作用域中的声明所引入的同一名称所指代者相同。若变量、函数或另一实体声明于数个作用域,但无充分的链接,则生成实体的数个实例。
1 无链接

  • 名称只能从其所在的作用域使用。
  • 任何声明于块作用域的下列名称无链接:
    • 不显式声明为 extern 的变量(无关乎 static 修饰符);
    • 局部类与其成员函数;
    • 其他声明于块作用域的名称,例如 typedef 、枚举及枚举项。

2 内部链接

  • 名称可从当前翻译单元中的所有作用域使用。
  • 任何声明于命名空间作用域的下列名称拥有内部链接:
    • 声明为static的变量、函数或函数模板;
    • 不是extern的,且先前未声明拥有外部链接的,非volatile非inline(C++17 起) const 限定变量(包含 constexpr);
    • 匿名联合体的数据成员。
    • 另外,所有声明于无名命名空间或无名命名空间内的名称,即使是显式声明为 extern 者,均拥有内部链接。(C++11 起)

3 外部链接

  • 名称能从其他翻译单元中的作用域使用。拥有外部链接的变量和函数亦拥有语言链接,这使得可以链接到以不同编程语言书写的翻译单元。
  • 任何声明于命名空间作用域的下列名称拥有外部链接,除非命名空间无名或为无名命名空间所含有 (C++11 起):
    • 未列于上的变量与函数(即不声明为 static 的函数、不声明为 static 的命名空间作用域非 const 变量,和所有声明为 extern 的变量);
    • 枚举;
    • 类名、其成员函数、静态数据成员(不论是否 const )、嵌套类及枚举,及首次以类体内的 friend 声明引入的函数;
    • 所有未列于上的模板名(即不声明为 static 的函数模板)。
  • 任何首次声明于块作用域的下列名称拥有外部链接:
    • 声明为 extern 的变量名;
    • 函数名。

二 参考

链接性

<think> 首先,用户的问题是:“C++中哪些变量具有外部链接”,我需要用中文回答。 关键点:外部链接(external linkage)在C++中指的是变量或函数可以在多个编译单元(即多个源文件)中被访问和共享。 在C++中,具有外部链接变量包括: - 在全局作用域中定义的变量(未使用static关键字),例如:`int globalVar;`。 - 使用extern关键字声明的变量,如`extern int externVar;`,这表明变量在其他地方定义。 - const变量如果在全局作用域定义且未使用static,默认具有内部链接,但可以使用extern来赋予外部链接。 - static全局变量具有内部链接,即只在当前编译单元可见。 - 函数也具有链接,但问题只问变量。 总结回答: - 在命名空间作用域(全局作用域)声明的变量,如果没有static或const限制,默认具有外部链接。 - 使用extern声明的变量表示外部链接。 - const全局变量默认具有内部链接,但如果声明为extern const,则可能具有外部链接。 现在,我需要提供清晰的回答。 回答结构: 1. 解释外部链接。 2. 列出哪些变量具有外部链接。 3. 给出简单例子。 回答后,必须提出3-5个相关问题。 相关问题必须以“§§相关问题§§”开头,并在同一行输出,不允许换行分散。 参考示例:第一行是“§§相关问题§§”,然后是相关问题列表。 相关问题应该围绕用户的问题,即C++链接相关。 可能的3-5个相关问题: 1. 什么是内部链接和外部链接C++中的区别? 2. 如何使一个变量具有外部链接? 3. const变量C++中的链接是如何的? 4. 函数具有外部链接吗?如果是,如何声明? 5. C++中的静态全局变量有什么链接? 确保问题和回答相关。 回答用户问题: 用中文回答:"在C++中,具有外部链接变量包括..." 例子:`extern int globalVar;` 或全局定义的变量。 最后,输出相关问题。 完整回答格式: - 回答问题。 - 然后,直接输出“§§相关问题§§”(必须完整输出)。 - 在同一行后,列出3-5个相关问题,每个问题用数字标记。 在示例中,是换行列出相关问题,但指令说“禁止换行分散”,意思是不要在“§§相关问题§§”后换行列出?指令说:“第一行必须完整且输出 \"§§相关问题§§\"!禁止换行分散。” 看指令:"第一行必须完整且输出 \"§§相关问题§§\"!禁止换行分散。" 在示例中:"§§相关问题§§" 后是换行列出问题。 示例:"§§相关问题§§\n1. ···\n2. ···\n3. ···" 所以,"§§相关问题§§" 输出在单独一行,然后相关问题在后续行列出。 但指令说“禁止换行分散”,可能意味着不要在问题列表中分散换行,而是每个问题一行。 在示例中,它是换行列出的,所以我认为输出“§§相关问题§§”在单独一行,然后相关问题每个一行。 指令:"禁止换行分散" – 可能意味着不要在不适当的地方换行,但示例允许换行列问题。 我将按照示例格式:输出“§§相关问题§§”,然后换行列相关问题。 现在,构建回答。 回答内容: - 解释外部链接:外部链接允许变量在多个源文件中访问。 - 列出变量: 1. 在全局作用域定义的变量,未使用static或const限定符。 2. 使用extern关键字声明的变量。 3. const变量如果声明为extern,则具有外部链接。 注意:默认全局变量有外部链接;static全局变量有内部链接;const全局变量默认内部链接(在C++中)。 在C++中,命名空间作用域的const变量默认有内部链接,除非声明为extern。 所以,回答: 在C++中,变量具有外部链接的情况包括: - 在全局作用域或命名空间作用域定义的变量,且未被声明为static或const(对于const变量,需使用extern来获得外部链接)。 - 使用extern关键字声明的变量,用于引用在其他文件中定义的变量。 例子:`int global_var; // 外部链接`,`extern int ext_var;` 相关问题: 1. C++中内部链接和外部链接有什么区别? 2. 如何声明一个具有外部链接的常量变量? 3. static关键字如何影响变量链接? 4. 函数在C++中的链接是什么? 5. 在多个文件中共享变量有哪些最佳实践? 我需要3-5个问题。 列出: 1. 什么是内部链接?请举例说明。 2. const变量C++中默认具有什么链接? 3. 使用extern关键字的目的是什么? 4. 静态全局变量有什么链接? 5. C++中的链接与存储类别有何关联? 保持简洁。 </think> 在C++中,变量的外部链接(external linkage)指的是该变量可以在多个源文件(编译单元)中被访问和共享。具体来说,具有外部链接变量包括: - 在全局作用域(即命名空间作用域)定义的变量,且未使用 `static` 或 `const` 限定符(例如 `int globalVar;`)。 - 使用 `extern` 关键字声明的变量,无论是否在定义中使用(例如 `extern int extVar;`,这表示变量在其他文件中定义)。 - 对于 `const` 常量变量,如果声明时使用 `extern`,则具有外部链接(例如 `extern const int MAX_VALUE = 100;`)。 注意:默认情况下,全局变量有外部链接;但如果使用 `static` 修饰(如 `static int internalVar;`),则具有内部链接(仅在当前文件中可见)。`const` 全局变量默认有内部链接,不加 `extern` 会导致其不可跨文件访问。 示例: ```cpp // File1.cpp int globalVar = 10; // 外部链接,其他文件可访问 extern int extVar; // 外部链接,引用外部定义 extern const int MAX = 100; // 外部链接,常量变量使用extern // File2.cpp extern int globalVar; // 访问File1.cpp中的globalVar extern const int MAX; // 访问File1.cpp中的MAX ```
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