c++ - c++ 中的一种定义规则

Question

根据 c++ 标准：

任何翻译单元都不得包含一个以上的任何变量、函数、类类型、枚举类型或模板的定义。

//--translation_unit.cpp--//
int a;

void foo()
{
    int a; //Second defention of a. ODR fails.
}

你能解释一下 ODR 是如何工作的吗？

Answer 1

这不会违反规则，因为您定义了两个不同的变量。它们具有相同的名称，但在不同的范围内声明，因此是不同的实体。每个都有一个定义。

据说函数范围内的声明隐藏了全局命名空间中的声明。在函数内部，非限定名 a指的是局部变量，而限定名 ::a指的是全局变量。

Answer 2

它们不违反 ODR，因为它们具有不同的范围。

第一个a具有全球范围

具有全局范围（也称为文件范围）的变量在其定义点之后的整个文件中都是已知的

第二个a具有本地范围

具有局部作用域（也称为块作用域）的变量仅在定义它的块内是已知的

为了更清楚地了解 C++ 的 ODR，您应该研究的概念是：存储持续时间、范围和链接

Answer 3

你没有再定义a。

您刚刚定义了一个新变量a。它仅在函数内部具有作用域，与原始的（具有全局作用域的）无关，并在函数内部隐藏了原始的作用域。

Answer 4

你能解释一下 ODR 是如何工作的吗？

以下是违反 ODR 的示例：

/* file : module.cpp */
#include <stdio.h>
inline int foo() {
    printf("module.foo: %p\n", &foo);
    return 1;
}        
static int bar = foo();

/* file : main.cpp */
#include <stdio.h>
inline int foo() {
    printf("main.foo: %p\n", &foo);
    return 2;
}
int main(int argc, char *argv[]) {
    return foo();
}

如您所见，函数int foo()在两个模块中定义不同。现在观察，它如何根据请求的优化级别（O3与O0）产生不同的行为：

$ clang++ --std=c++11 -O0 main.cpp module.cpp && ./a.out 
module.foo: 0x100a4aef0
module.foo: 0x100a4aef0

$ clang++ --std=c++11 -O3 main.cpp module.cpp && ./a.out 
module.foo: 0x101146ee0
main.foo: 0x101146ee0

输出是不同的，因为对于内联函数，编译器会在每个编译模块中生成一个链接器符号。这个符号（在每个编译模块中）被标记为“pick any，它们都是一样的”。在第一种情况下，当所有优化都被禁用时，链接器会从 module.cpp 中获取定义。在第二种情况下，编译器只内联这两个函数，因此不需要链接器的额外工作。

当违反 ODR 产生奇怪的行为时，还有其他示例。所以，不要这样做:)

PS奖金，来自现实生活的案例：

/* a.cpp */
struct Rect
{
    int x,y,w,h;
    Rect(): x(0),y(0),w(0),h(0)
};
/* b.cpp */
struct Rect
{
    double x,y,w,h;
    Rect(): x(0),y(0),w(0),h(0)
};

这里的问题与前面的示例相同（因为 Rect 构造函数是隐式内联的）。根据月球的阶段，编译器会选择一种实现或另一种产生奇怪的结果（int版本将留下部分doubles未初始化，double版本将超出ints 并破坏那里的内存）。防止这种情况的好方法是使用匿名命名空间（C++）或将结构声明为static（C）：

/* file.cpp */
namespace {
    struct Rect { ... };
}
/* file.c */
static struct Rect { ... };