怎么理解C++內(nèi)鏈接與外鏈接

本篇內(nèi)容主要講解“怎么理解C++內(nèi)鏈接與外鏈接”，感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“怎么理解C++內(nèi)鏈接與外鏈接”吧!

首先理解什么是編譯單元？

我們知道，其實(shí)編譯器在編譯代碼時(shí)，只會(huì)去編譯.cpp格式的源文件，并且預(yù)編譯器會(huì)遞歸的把.cpp所有#include的頭文件都“拷貝”到.cpp文件中去，之后對(duì)這個(gè)文件再進(jìn)行編譯，生成二進(jìn)制的.obj文件。那么其實(shí)每一個(gè).cpp文件都是一個(gè)編譯單元。

聲明與定義

一個(gè)聲明將一個(gè)名稱引入一個(gè)作用域，C++中在同一個(gè)作用域中可以重復(fù)聲明，除了類中的成員函數(shù)與成員變量的聲明。以下都是聲明：

Extern int number; //外部引用聲明

Typedef int  int32; // typedef聲明

Class A;          //類的前置聲明

Using std::cin;   //名字空間引用聲明

Friend f;         //友元聲明

Int testFun();    //函數(shù)前置聲明

定義決定了一個(gè)實(shí)體在一個(gè)作用域的唯一描述，同一作用域不可以重復(fù)定義一個(gè)實(shí)體。以下都是定義：

Int a;

Class Myclass{…};

Myclass ma;

Static int b;

Enum{first, second,third};

Const int m = 2;

Void hello(){…}

什么是內(nèi)部鏈接？

如果一個(gè)名稱對(duì)于他的編譯單元是局部的，并且在鏈接時(shí)不會(huì)與其他的編譯單元中同樣的名字沖突，那么這個(gè)名稱就擁有內(nèi)部鏈接。這個(gè)實(shí)體有內(nèi)部鏈接，他就不會(huì)與其他.cpp文件同名的實(shí)體沖突。換個(gè)說(shuō)法，那些編譯單元（.cpp）中不能向其他編譯單元（.cpp）展示提供其定義的函數(shù)、變量就擁有內(nèi)部鏈接

那么哪些實(shí)體擁有內(nèi)部鏈接？

1.      靜態(tài)（static）全局變量，自由函數(shù)，友元函數(shù)定義

2.      類的定義

3.      內(nèi)聯(lián)函數(shù)定義

4.      Union共用體定義

5.      名字空間的const常量定義

6.      枚舉類型定義

7.      所有的聲明（有人將聲明歸結(jié)為無(wú)鏈接）

什么是外部鏈接？

一個(gè)多文件的程序中，一個(gè)實(shí)體可以在鏈接時(shí)與其他編譯單元交互，那么這個(gè)實(shí)體就擁有外部鏈接。

換個(gè)說(shuō)法，那些編譯單元（.cpp）中能想其他編譯單元（.cpp）提供其定義，讓其他編譯單元(.cpp)使用的函數(shù)、變量就擁有外部鏈接

那么哪些實(shí)體擁有外部鏈接？

1.      類的非內(nèi)聯(lián)函數(shù)（包括成員函數(shù)和靜態(tài)類成員函數(shù)）的定義

2.      類的靜態(tài)成員變量的定義

3.      名字空間或全局的非靜態(tài)的自由函數(shù)，非靜態(tài)變量，非友元函數(shù)的定義

那么這里總結(jié)一下，定義這樣的內(nèi)鏈接與外鏈接有什么意義？

所謂鏈接，就是因?yàn)轫?xiàng)目工程的不斷擴(kuò)大，寫在一個(gè).cpp文件即難以維護(hù)，又不好去合作開(kāi)發(fā)。所以去將代碼按照比較有條理的，分成多個(gè)文件，讓其可以獨(dú)立編譯，在最后運(yùn)行在整合到一起，也就是通過(guò)鏈接再去找到需要的代碼。這時(shí)候就需要外鏈接定位到合適的代碼。

比如我們定義的全局函數(shù)和變量，可以跨模塊的鏈接使用。

有一些名字定義所表示的實(shí)體擁有外部鏈接，這樣就意味著他可以跨越編譯單元去進(jìn)行代碼的鏈接。所以，擁有外部鏈接的實(shí)體如果被聲明在頭文件并且被多個(gè).cpp文件包含,可能就會(huì)出現(xiàn)鏈接沖突錯(cuò)誤，因?yàn)槊總€(gè)包含這個(gè)擁有外部鏈接實(shí)體的.cpp都會(huì)分配空間，當(dāng)多個(gè)編譯單元鏈接的時(shí)候，連接器就會(huì)面對(duì)多個(gè)相同的名字，無(wú)法正常鏈接到正確的對(duì)象。

下面舉個(gè)例子：(VS2012環(huán)境下)

//lesson.h

namespace lesson

{
         int  test;

}

//lesson.cpp

#include "stdafx.h"

#include "lesson.h"

int _tmain(intargc,_TCHAR*argv[])

{
         system("pause");

         return0;

}

//test.cpp

#include "lesson.h"

我們就會(huì)看到

error LNK2005: "intlesson::test" (?test@lesson@@3HA) 已經(jīng)在 lesson.obj 中定義C:\Users\user\Documents\Visual Studio 2012\Projects\lesson\lesson\stdafx.obj

這樣的錯(cuò)誤提示。

而對(duì)于擁有內(nèi)部鏈接的實(shí)體則不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，因?yàn)樗粫?huì)與其他.cpp的同名實(shí)體產(chǎn)生沖突。比如我們將上面的lesson.h改為

//lesson.h

class lesson

{
         int  test;

}

這樣就不會(huì)有任何錯(cuò)誤，因?yàn)轭惖亩x是有內(nèi)部鏈接的。

如果在lesson.h里面再定義靜態(tài)變量，枚舉類，進(jìn)行各種聲明等，這些實(shí)體由于有內(nèi)部鏈接所以仍然是合法的，編譯器會(huì)認(rèn)為你想在各個(gè)編譯單元中都有一個(gè)私有的副本。

那么進(jìn)一步的概括這些內(nèi)容就是一句話  

相同作用域內(nèi)的聲明可以有多個(gè)，但是只能定義一次。

先不考慮內(nèi)鏈接還是外鏈接，我們都知道一個(gè){}里面不可能定義兩個(gè)一模一樣的名字。對(duì)于一個(gè)單獨(dú)的.cpp文件，我們是知道的，但是對(duì)于多個(gè)文件，好像就稍微有點(diǎn)暈。其實(shí)，這是一個(gè)道理，我們的外部鏈接就是讓各個(gè).cpp文件能鏈接到一起，這樣在.cpp文件遇到第一個(gè){}之前，他們的作用域就可以理解為相同的，所以擁有外部鏈接的實(shí)體（全局函數(shù)，變量等）出現(xiàn)在第一個(gè){}之前，而且名字相同，那就是出現(xiàn)了定義重復(fù)的錯(cuò)誤。

我們?cè)倏?，所有的聲明都是有?nèi)部鏈接的，然而他其實(shí)可以鏈接到其他文件，因?yàn)樗亩x是在其他的編譯單元的，所以多個(gè)編譯單元擁有相同的聲明也是合理的。但是，我們知道，這個(gè)聲明對(duì)應(yīng)的定義肯定只有一個(gè)。

最后再給出一個(gè)C++編程建議，慎重考慮在頭文件中定義有鏈接的實(shí)體

一，如果頭文件是像int a=1;這樣的定義，被包含在多個(gè).cpp文件后肯定會(huì)報(bào)出鏈接錯(cuò)誤。

二，如果是想static int a = 2;這樣的定義就會(huì)在所有包含他的.cpp文件中生成一個(gè)副本，如果被大量源文件include的話，就會(huì)占據(jù)大量的空間，造成內(nèi)存浪費(fèi)。

到此，相信大家對(duì)“怎么理解C++內(nèi)鏈接與外鏈接”有了更深的了解，不妨來(lái)實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！