混合extern和const

Question

我可以将extern和const混合为extern const吗？如果是,const限定符是否仅在其声明的范围内强加它的统治,或者它是否应与它声明的转换单元的声明完全匹配？即extern const int i;即使实际的i不是const,反之亦然,我可以声明说吗？

Answer 1

• 是的,你可以一起使用它们.
• 是的,它应该与它实际声明的翻译单元中的声明完全匹配.除非你当然参加了Underhanded C Programming Contest :-)

通常的模式是:

• file.h:
  extern const int a_global_var;
• file.c:
  #include "file.h"
const int a_global_var = /* some const expression */;

编辑:合并legends2k的评论.谢谢.

Answer 2

C ++ 17 inline变量

如果您认为自己想要一个extern const，那么您实际上更可能希望使用C ++ 17内联变量。

强大的C ++ 17功能使我们能够：

• 方便地为每个常量使用一个内存地址
• 将其存储为constexpr：如何声明constexpr extern？
• 从一个标题中一行完成

main.cpp

#include <cassert>

#include "notmain.hpp"

int main() {
    // Both files see the same memory address.
    assert(&notmain_i == notmain_func());
    assert(notmain_i == 42);
}

notmain.hpp

#ifndef NOTMAIN_HPP
#define NOTMAIN_HPP

inline constexpr int notmain_i = 42;

const int* notmain_func();

#endif

notmain.cpp

#include "notmain.hpp"

const int* notmain_func() {
    return &notmain_i;
}

编译并运行：

g++ -c -o notmain.o -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic notmain.cpp
g++ -c -o main.o -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic main.cpp
g++ -o main -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic main.o notmain.o
./main

GitHub上游。

另请参阅：内联变量如何工作？

内联变量的C ++标准

C ++标准保证地址相同。C ++ 17 N4659标准草案 10.1.6“内联说明符”：

6具有外部链接的内联函数或变量在所有翻译单元中应具有相同的地址。

cppreference https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/inline解释说，如果static未给出，则具有外部链接。

内联变量实现

我们可以观察到它是如何实现的：

nm main.o notmain.o

其中包含：

main.o:
                 U _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
                 U _Z12notmain_funcv
0000000000000028 r _ZZ4mainE19__PRETTY_FUNCTION__
                 U __assert_fail
0000000000000000 T main
0000000000000000 u notmain_i

notmain.o:
0000000000000000 T _Z12notmain_funcv
0000000000000000 u notmain_i

并man nm说u：

“ u”符号是唯一的全局符号。这是对ELF符号绑定的标准集合的GNU扩展。对于这样的符号，动态链接器将确保在整个过程中只有一个使用此名称和类型的符号。

因此，我们看到有专用的ELF扩展程序。

C ++ 17之前的版本： extern const

extern const确实可以按照下面的示例工作，但缺点inline是：

• constexpr使用这种技术不可能创建变量，只能inline允许：如何声明constexpr extern？
• 它不太优雅，因为您必须在头文件和cpp文件中分别声明和定义变量

main.cpp

#include <cassert>

#include "notmain.hpp"

int main() {
    // Both files see the same memory address.
    assert(&notmain_i == notmain_func());
    assert(notmain_i == 42);
}

notmain.cpp

#include "notmain.hpp"

const int notmain_i = 42;

const int* notmain_func() {
    return &notmain_i;
}

notmain.hpp

#ifndef NOTMAIN_HPP
#define NOTMAIN_HPP

extern const int notmain_i;

const int* notmain_func();

#endif

GitHub上游。

C ++ 17之前的标头仅替代品

这些不如extern解决方案那样好，但是它们可以工作并且仅占用一个内存位置：

一个constexpr函数，因为constexpr隐含inline并inline 允许（强制）定义出现在每个翻译单元上：

constexpr int shared_inline_constexpr() { return 42; }

我敢打赌，任何不错的编译器都会内联该调用。

您还可以使用const或constexpr静态整数变量，如下所示：

#include <iostream>

struct MyClass {
    static constexpr int i = 42;
};

int main() {
    std::cout << MyClass::i << std::endl;
    // undefined reference to `MyClass::i'
    //std::cout << &MyClass::i << std::endl;
}

但是您不能做诸如获取其地址之类的事情，否则它会变得奇怪，请参见：https : //en.cppreference.com/w/cpp/language/static “恒定静态成员”和定义constexpr静态数据成员

有什么办法可以完全内联吗？

TODO：有什么方法可以完全内联变量，而无需使用任何内存？

就像预处理器一样。

这将需要某种方式：

• 禁止或检测变量地址是否被占用
• 将该信息添加到ELF目标文件中，然后让LTO对其进行优化

有关：

• 具有类成员和constexpr链接时优化的C ++ 11枚举

在Ubuntu 18.10，GCC 8.2.0中进行了测试。

Answer 3

你可以一起使用它们.但是你需要在使用const时保持一致,因为当C++命名装饰时,const包含在用于装饰符号名称的类型信息中.所以extern const int i会引用一个不同的变量extern int i

除非你使用extern"C"{}.C名称装饰不注意const.