函数或全局变量重复定义时会怎样?
可能有些朋友第一反应是,那肯定是编译不过喽:
// fun.c
#include
void func()
{printf("编程珠玑\n");
}// main.c
#include
void func()
{printf("公众号\n");
}
int main(void)
{func();return 0;
}
编译:
$ gcc -o main main.c fun.c
/tmp/ccKeACRk.o: In function `fun':
fun.c:(.text 0x0): multiple definition of `fun'
/tmp/cc4ezgqh.o:main.c:(.text 0x0): first defined here
collect2: error: ld returned 1 exit status
可以看到这里报错了,因为fun重复定义了。
但是重复定义就会报错,会编译不过吗?不全是!
再看下面的代码:
//var.c
int num;
void change()
{num = 1023;
}//main.c
#include
void change();
int num = 1024;
int main(void)
{printf("before:num is %d\n", num);change();printf("after:num is %d\n", num);return 0;
}
输出结果:
before:num is 1024
after:num is 1023
从结果中可以看到,虽然num被定义了两次,但是仍然可以编译通过,并且正常运行。这又是为什么呢?
符号
在说明今天重点分享的内容之前,先简单了解一下什么是符号。ELF文件生成的最后阶段会经历链接,而链接阶段正是基于符号才能完成。每个目标文件都会有一个符号表。而链接过程正是通过符号表中的符号,将不同的目标文件“粘”在一起,形成最后的库或者可执行文件。要查看一个目标文件的符号信息也很容易:
// symbol.c
#include
int symbol = 1024;
int func_symbol()
{return 0;
}
编译:
$ gcc smbol.c #编译
$ nm symbol.o #查看符号信息
0000000000000000 T func_symbol
0000000000000000 D symbol
通过nm命令就可以查看符号信息,这里就有我们的func_symbol函数和全局变量symbol的符号。
除了上面提到的全局符号,目标文件中还有其他符号信息,不过这不是本文关注的重点。
强符号与弱符号
对于C/C 语言来说,编译器默认函数和初始化了的全局变量为强符号,未初始化的全局变量为弱符号。当然也可以通过
__attribute__((weak))
来定义一个强符号为弱符号。
通过下面的例子来看看哪些是强符号,哪些是弱符号:
#include
int weak; // 未初始化全局变量,弱符号
int strong = 1024; // 已初始化全局变量,强符号
__attribute__((weak)) int weak1 = 2222; // 使用标识修饰的弱符号
int main(void)
{printf("编程珠玑\n");return 0;
}
注意,这里的强符号与弱符号都是针对定义来说的。
同名时,用哪个?
对于多重定义,即标题提到的变量重名时,链接器有它的处理规则:
1.强符号不允许重复
2.有一个强符号和多个弱符号,使用强符号
3.多个弱符号,则随意选择一个
关于第一点,在最开始的例子中你已经见到了,最常见的情况就是你重复定义了变量或者函数等等。
而第二点也有示例,示例中,虽然定义了两个num,但是var.c中未初始化的num是弱符号,main.c中的num是强符号,这种情况下编译正常。只是最终会使用强符号的num。
再看一个第三点的例子也是类似,当其中main.c的num无初始化时,也是可以编译过的。这种情况下的误用也就罢了,如果是重复的符号,但是类型不同,问题就更大了,即var.c的内容如下:
//var.c
double num;
void change()
{num = 1023;
}
这里的num变成了double,再次编译运行,你会发现意想不到的结果:
before:num is 1024
after:num is 0
为什么修改后是0?原因在于double类型的数据存储与int类型数据存储格式不一样,且它们占用空间长度都不一样,在本文例子中,double占用8字节,而int占用4字节。
总之,这不是我们想要的结果,最终的后果可能比我们想象的要严重,要更难发现。
总结
如非特殊需求,应该尽量避免出现全局变量同名,以免造成意料不到的结果,例如使用变量时最小范围定义,即尽可能避免全局变量,或者使用命名空间(如C 中)。
声明:
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