问题标签 [one-definition-rule]

我想做一个函数debug，输出一些关于对象的信息。我的系统包含许多不同类型的对象；其中一些包含其他对象。

我希望函数输出name参数的成员（如果有的话），或者调试contents参数的成员（如果有的话）。我想出了以下代码：

在这里， 和 的代码pack几乎line相同！我想避免多次编写相同的代码：

但是这种语法与“简单”对象的函数模板冲突（具有相同的签名）。

我怎样才能重写我的代码？我不想重写第一部分（对 , 等的声明dog）human，因为我的程序的那部分已经非常复杂，并且只是为了调试而向其中添加东西（基类、成员函数等）似乎不合适。

考虑以下示例：

代码编译时没有任何编译器或链接器错误。但输出对我来说很奇怪：

• Fedora x86_64 上的 gcc (Red Hat 4.6.1-9) 没有优化 [ EG1 ]：

  UsedClass 1 (0x7fff0be4a6ff) doit hit
  UsedClass 1 (0x7fff0be4a72e) doit hit

• 与 [EG1] 相同，但启用了 -O2 选项 [ EG2 ]：

  UsedClass 2 (0x7fffcef79fcf) doit 命中
  UsedClass 1 (0x7fffcef79fff) doit 命中

• Windows XP 32bit 上的 msvc2005 (14.00.50727.762) 没有优化 [ EG3 ]：

  UsedClass 1 (0012FF5B) doit 命中
  UsedClass 1 (0012FF67) doit 命中

• 与 [EG3] 相同，但启用了 /O2（或 /Ox）[ EG4 ]：

  UsedClass 1 (0012FF73) doit 命中
  UsedClass 1 (0012FF7F) doit 命中

我期望链接器错误（假设违反了 ODR 规则）或 [EG2] 中的输出（内联代码，没有从翻译单元导出任何内容，保留 ODR 规则）。因此我的问题：

1. 为什么输出 [EG1]、[EG3]、[EG4] 可能？
2. 为什么我从不同的编译器甚至从同一个编译器得到不同的结果？这让我认为标准在这种情况下没有指定行为。

感谢您的任何建议、意见和标准解释。

更新
我想了解编译器的行为。更准确地说，如果违反了 ODR，为什么不会产生错误。一个假设是，由于UsedClass1和UsedClass2类中的所有函数都被标记为内联（因此不违反 C++03 3.2），因此链接器不会报告错误，但在这种情况下会输出 [EG1]、[EG3]、[ EG4] 看起来很奇怪。

考虑以下源文件 1.cpp

2.cpp

从这些文件编译的程序是否格式正确？它的输出应该是什么？

由于违反单一定义规则或输出“1 2”，我预计链接器会出错。但是，当使用 g++ 3.4 和 VC 8.0 编译时，它会打印出“1 1”。
这怎么解释？

在第 172 页，Stroustrup 正在做这样的事情：

Q1。这是否意味着第一个命名空间被插入（例如）user.h 并包含在 main.cpp - 驱动程序中；第二个命名空间进入implementer.h 并包含在parse.cpp 中？这就是为什么他说：

“编译器没有足够的信息来检查命名空间的两个定义的一致性”

• 因为implementer.h和user.h都不能包含在“Parser implementation”（parse.cpp）中？

172.png 173.png

在第 174 页，他有：

上层命名空间是否进入implementer.h，下层命名空间进入user.h

在他的“ dependency graph”中，他是否重申了显而易见的事实：当 Make 运行时，对“Parser”( parser.cpp/implementer.h) 的任何更改都会导致 driver/main.cpp 被重建——这是不必要的吗？

174.png

该标准似乎暗示，如果不使用 odr（第 3.2/3 节），则对变量的定义数量没有限制：

每个程序都应包含该程序中 odr 使用的每个非内联函数或变量的准确定义；无需诊断。

它确实说任何变量都不能在翻译单元中多次定义（第 3.2/1 节）：

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。

但是我在整个程序中找不到对非 ODR 使用的变量的限制。那么为什么我不能编译如下内容：

使用 g++ 4.6.3 编译和链接这些文件，我得到一个链接器错误multiple definition of 'x'。老实说，我期待这一点，但由于x没有在任何地方使用 odr（据我所知），我看不出标准如何限制这一点。还是未定义的行为？

考虑我的小示例 C 库：

它计划让 some_function() 可以公开调用。但是，该库不起作用，因为它所需的外部库也恰好使用了一个名为 some_function() 的函数，该函数恰好具有相同的原型。不过，GCC 的链接器并不关心 some_function 符号的来源有多少。它看似随机选择一个，外部库可能会也可能不会使用我的 some_function() 而不是它自己的。疯了吧。不是图书馆不工作的事实。这个库绝对不应该工作。更重要的是符号“some_function”有两个来源，但链接器对此没有做任何事情。而且你知道，这并没有让我太困扰，因为我习惯了 GCC 和 C 通常默认情况下是病态的鲁莽。一定有办法 但是，当同一个符号有两个来源时，让链接器警告我。我已经尝试过 -Wall -Wextra -Wshadow，但这不会产生任何警告。

请注意，-fvisibility=hidden 在这里没有帮助，因为两个库都想导出 some_function()。我知道您可以对我在没有唯一前缀的情况下进行函数调用感到羞耻。你是对的。这是一个错误。我不在乎。这个错误可以被链接器捕获，因此应该被捕获。链接器没有理由不捕捉这个错误。此外，您使用的库可能会导出一些奇怪的意外符号，并且您不一定可以控制其他人的库导出的内容。只有在程序员停下来并着火之前，那个和前缀才能变得如此独特。

我想和你们分享一个我偶然发现的奇怪例子，这让我思考了两天。

要使此示例正常工作，您需要：

• 三角形虚继承（关于成员函数getAsString()）
• Value<bool>::getAsString()覆盖虚函数的模板类（此处为 ）的成员函数特化
• 由编译器（自动）内联

你从一个模板类开始，它实际上继承了一个公共接口——即一组虚拟函数。稍后，我们将专门研究这些虚函数之一。内联可能会导致我们的特化被忽视。

接下来，我们必须继承这个类和一个本身也需要模板化Value的类中的接口：Parameter

现在，不要（！）给出Value类型等于 bool 的特化的前向声明......

但相反，只需像这样给出它的定义......

..但在另一个模块中（这很重要）！

最后，我们有一个main()函数来测试正在发生的事情：

如果您按如下方式编译代码（我将其放入名为 test1.cpp 和 test2.cpp 的两个模块中，后者仅包含专业化和必要的声明）：

输出是

如果您使用-O0或仅编译-fno-inline- 或者如果您确实给出了专业化的前向声明 - 结果将变为：

有趣，不是吗？

到目前为止我的解释是：内联在第一个模块（test.cpp）中起作用。所需的模板函数被实例化，但有些函数最终被内联在对Parameter<bool>::getAsString(). 另一方面，valbool这不起作用，但模板被实例化并用作函数。然后链接器找到实例化的模板函数和第二个模块中给出的专用函数，并决定后者。

你怎么看呢？

• 你认为这种行为是一个错误吗？
• 为什么内联适用于Parameter<bool>::getAsString()但不适用于Value<bool>::getAsString()虽然两者都覆盖了虚函数？

这可能是一个不寻常的问题，因为它要求对另一个问题的简短回答以及与之相关的 C++11 标准的某些方面进行更全面的解释。

为了便于参考，我将在这里总结参考的问题。OP 定义了一个类：

并且想知道为什么他对类内初始化静态数据成员的使用没有错误（一本书提到这是非法的）。Johannes Schaub 的回答指出：

1. 这违反了单一定义规则；
2. 不需要诊断。

尽管我依赖这个答案的来源和有效性，但老实说我不喜欢它，因为我个人觉得它太神秘了，所以我试图自己想出一个更有意义的答案，但只取得了部分成功。相关似乎是§ 9.4.2/4：

“在程序中使用 odr (3.2)的静态数据成员应该有一个确切的定义；不需要诊断” [重点是我的]

这让我更接近一点。这就是第 3.2/2 节定义odr-used变量的方式：

“名称显示为潜在求值表达式的变量是 odr-used除非它是满足出现在常量表达式 (5.19) 中的要求并且立即应用左值到右值转换 (4.1) 的对象” [重点是我的]

在OP的问题中，变量period显然满足出现在常量表达式中的要求，是一个constexpr变量。所以肯定要在第二个条件中找到原因：“并且立即应用左值到右值的转换（4.1） ”。

这是我在解释标准时遇到困难的地方。这第二个条件实际上意味着什么？它涵盖哪些情况？这是否意味着如果静态constexpr变量是从函数返回的，则它不会被ODR 使用（因此可以在类内初始化）？

更一般地说：你可以对静态constexpr变量做什么，以便你可以在课堂上初始化它？

我不确定我是否正确地提出了这个问题，但让我解释一下。

首先，我阅读了这篇解释声明和定义之间区别的文章： http ://www.cprogramming.com/declare_vs_define.html

其次，我从之前的研究中知道，在头文件中定义变量和函数是不好的做法，因为在链接阶段，您可能有多个同名定义，这会引发错误。

但是，为什么上课不会发生这种情况？根据另一个SO答案（ 定义和声明之间有什么区别？），以下将是一个类定义：

如果上面的定义在头文件中。然后，据推测，您可以拥有多个 #include 该标头的 .cpp 文件。这意味着该类在多个 .o 文件中编译后多次定义，但似乎不会造成太多问题......

另一方面，如果它是在头文件中定义的函数，它显然会导致问题......据我了解......也许？

那么类定义有什么特别之处呢？

1. 头文件中定义的任何函数都会自动内联吗？
2. 如果我在一个类中声明一个函数并在外部使用关键字 inline 给出定义，这个函数会是内联的吗？如果是的话，为什么这不违反内联函数在声明时应该被赋予主体的法律？