在什么情况下可以在定义中使用外部变量？

Question

非常抱歉。我不知道我不完整的代码附件会造成如此混乱。我很高兴看到这么多真诚的帮助。

此代码将编译：

int myadd(int, int);
static int main_stat = 5;

int main()
{
    int i, j;
    main_stat = 13;
    j = myadd(-1,7);
    i = main_stat;

    cout << j << i;     //  3  and 13
    return 0;

}

myadd.cpp

extern int main_stat = -3;
int myadd(int x,int y)
{
    int t = main_stat;
    t = x + y;
    y = t +main_stat;
    return y;    // will return 3
}

见我定义和外部链接main_stat。为什么这是合法的？我以为你只能链接而不能定义。

存储是否在 myadd 函数调用的堆栈帧中分配？全局静态分配在堆上，我相信，对吧？

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编辑

很抱歉，但我想这次我会缩小我的问题范围：

来自 C++ Primer 4ed

extern 声明可能包含一个初始化器（当组合 成为定义) 仅当它出现在函数之外。

我很清楚单一定义规则。

第一季度。 myadd(int,int) 在调用时使用哪个 main_stat 副本？与主副本相同，但具有不同的值（我可以测试）？还是每个函数都有自己的静态全局副本？

第二季度。这些全局静态变量是否在堆上分配了内存？我知道很多事情要实现，但是堆不是用于静态变量吗？

第三季度。我知道以下两个是有效的

extern int x;    // means int x is defined elsewhere
extern int x = 3;  // declared and defined 

如果我们可以在 myadd 的命名空间中声明一个静态全局变量，为什么还要使用第二个？它是如何让事情变得清晰就像 aschepler 所说的那样？

Answer 1

所有带有初始化器的变量声明也是定义； 这是一个压倒一切的规则。不管extern。甚至还有 在定义上需要extern 的情况：您只能 使用具有外部链接的变量实例化模板。和 const 变量默认有内部链接，所以你需要 类似：

extern int const i = 42;

如果你想用它来实例化一个template<int const*>。

Answer 2

以下是声明和的定义：

int x;

添加extern 表示“请仅将其作为声明”。

但是当你提供一个值时，行是一个定义，所以变量得到extern存储类，你只是碰巧在适当的地方定义了它： p>

extern int x = 3;

链接语义与它们通常用于extern 一样，存储位置与普通定义int x = 3 一样——即在命名空间范围内的该TU 中。 myadd 根本不相关。

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这很难“证明”，因为这是一个“没有规则反对它”的案例。

这是最好的报价：

[n3290: 3.1/2]: 声明是一个定义，除非它声明 一个没有指定函数体的函数（8.4），它 包含extern 说明符 (7.1.1) 或链接规范25 (7.5) 既不是初始化程序也不是 函数体，[..]

以及其他一些相关信息：

[n3290: 3.5/2]: 如果一个名称可能表示与另一个范围内的声明引入的名称相同的对象、引用、函数、类型、模板、命名空间或值，则称该名称具有 链接：

• 当名称具有外部链接时，它所表示的实体可以由其他翻译单元的范围或同一翻译单元的其他范围的名称引用。
• 当名称具有内部链接时，它所表示的实体可以由同一翻译单元中其他范围的名称引用。
• 当名称没有链接时，它所表示的实体不能被其他范围的名称引用。

[n3290: 3.5/12]:块作用域声明的函数名和块作用域声明的变量名extern声明 有联动。如果有一个实体的可见声明 具有相同名称和类型的链接，忽略声明的实体 在最里面的封闭命名空间范围之外，块范围 声明声明同一实体并接收 之前的声明。如果存在不止一个这样的匹配实体， 该程序格式不正确。否则，如果没有找到匹配的实体， 块范围实体接收外部链接。 [..]

Answer 3

extern int main_stat=-3;  

声明并定义main_stat，而：

extern int main_stat;      

只声明变量main_stat。

您可以拥有任意数量的声明，但您只能拥有一个定义。

关键字extern，表示外联。没有它main_stat 将是静态的并且具有内部链接，并且您不能使用来自另一个翻译单元的main_stat。

存储是否在 myadd 的堆栈帧中分配？

不，绝对不在add 的堆栈帧上。
分配内存的位置由实现定义，但您可以确保对象在整个程序期间都处于活动状态。

Answer 4

这个问题显然源于一些误解。

有些人认为extern 关键字总是将定义变成非定义声明。这是不正确的。

关键字extern 只是给出了声明的实体外部链接。它可以应用于声明。它可以应用于定义（记住定义也是声明）。

因此，说不能定义extern 实体是绝对不正确的。一罐。完全没有问题。

混淆通常是由于当您将extern 应用于类似的定义时引起的

int x; // no initializer

那个定义突然变成了一个非定义的声明。这是真的，但这只不过是必须记住的extern 关键字的一次性怪癖。如果您采用类似的定义

int x = 42;

然后将extern 关键字应用于它仍将保留它作为定义，即在这种情况下没有怪癖。

Answer 5

首先，根据您的评论，包含主函数的文件具有定义static int main_stat = 10;。您应该知道这是 not 与您在包含 myadd 的文件中定义的变量相同，因为作为静态变量，它的范围仅限于该文件。确实，由于具有相同名称的静态变量，main 无法访问您在此文件中定义的变量。

但这并不意味着任何一个变量都是在堆栈上创建的。两者都是单独的全局变量，只是包含main的文件中的变量main_stat（我将把该文件简称为主文件，这个myadd文件）在任何其他文件中都不可用，而变量您在此处定义的main_stat 可以从包含声明extern main_stat; 的任何文件中访问（注意：没有初始化程序！）。但是，主文件不能包含此声明，因为它会与同名的静态变量冲突。

请注意，给定初始化器会使您的变量声明成为定义，也就是说，它与省略 extern 相同（但请注意，如果变量被声明为常量，则不能省略 extern，因为常量是默认为静态）。唯一不是定义的全局 extern 声明是那些 with extern，但 without 初始化器。

Answer 6

其他人都很好地介绍了这一点，但只是为了在一个地方展示变体：

int x;                    // #1

是一个声明和定义。 x 的初始值为零。

int x = 3;                // #2

是一个声明和定义。

const int cx;             // #3

在 C++ 中是非法的。

const int cx = 3;         // #4

是一个声明和定义，但cx 如果这是它在翻译单元中的第一个声明，则具有内部链接。

extern int x;             // #5

是一个声明，但不是一个定义。在程序的其他地方必须有x 的定义。

extern int x = 3;         // #6

是一个声明和一个定义。 extern 是不必要的，但可以说明问题。

extern const int cx;      // #7

是一个声明，但不是一个定义。在程序的其他地方必须有cx 的定义。

extern const int cx = 3;  // #8

是一个声明和一个定义。 extern 是必需的，除非上面的声明已经被看到。