为什么在 C++ 中允许对 const 全局变量进行多重定义，而在 C 中却不允许？答案

【问题标题】：Why is multiple definition of a const global variable allowed in C++ and not in C?为什么在 C++ 中允许对 const 全局变量进行多重定义，而在 C 中却不允许？
【发布时间】：2011-09-04 15:45:55
【问题描述】：

由于单一定义规则，在 C 或 C++ 中不允许对全局变量进行多重定义。但是，在 C++ 中，一个 const 全局变量可以在多个编译单元中定义而不会出错。这与 C 中的不同。

为什么 C++ 允许，而 C 不允许？与 C 相比，为什么 C++ 中 const 全局的用法和行为与非 const 全局不同？ C++ 和 C 在 const 方面发生了什么？

例如，这在 C++ 中是允许的，但在 C 中是错误的：

// Foo.cpp
const int Foo = 99;

// Main.cpp
const int Foo = 99;
int main()
{
    cout << Foo << endl;
    return 0;
}

这对 C 来说很好，但对 C++ 来说是错误的：

// Foo.cpp
const int Foo = 99;

// Main.cpp
extern const int Foo;
int main()
{
    cout << Foo << endl;
    return 0;
}

【问题讨论】：

您似乎已经回答了自己的问题...？你对哪一部分感到困惑？
我猜他对这样一个事实感到困惑：他不能将 const int 声明为 extern 而不会出现链接错误。
Merlyn：我知道如何在 C++ 中使用 const。我很想知道为什么 const 是这样设计的，而不是像普通的全局变量？
可以说，这是stackoverflow.com/questions/998425/…的副本

标签： c++ c constants one-definition-rule

【解决方案1】：

// Foo.cpp
const int Foo = 99;

// Main.cpp
const int Foo = 99;

命名空间范围内的

const 变量具有内部链接。所以它们基本上是两个不同的变量。没有重新定义。

来自@David 的评论，3.5/3 [basic.link]：

具有命名空间范围的名称 (3.3.5) 如果是名称，则具有内部链接 的
— 对象、引用、函数或显式的函数模板声明为静态或，
— 一个物体或 明确声明的引用 const 且均未明确声明 extern 之前也没有声明过外部链接；或
— 数据成员一个匿名工会的成员。

在第二种情况下，你应该这样做（正确的方法）：

//Foo.h
extern const int Foo; //use extern here to make it have external linkage!

// Foo.cpp
#include "Foo.h"
const int Foo = 99; //actual definition goes here

// Main.cpp
#include "Foo.h"
int main()
{
   cout << Foo << endl;
}

【讨论】：

谢谢纳瓦兹。这是否在 C++ 编程语言书或其他参考资料中的某处进行了解释？
在标准中... 3.5/3 [basic.link]: 具有命名空间范围 (3.3.5) 的名称如果是对象的名称，则具有内部链接，引用, 显式声明为 static 的函数或函数模板，或者，- 显式声明为 const 且既未显式声明 extern 也未先前声明具有外部链接的对象或引用； 或 - 匿名数据成员联合。
@David：我在帖子中引用了您的评论。在@Ashwin 的要求下，我在标准中寻找这个文本，但你让工作变得简单。希望你不要介意。
我认为Foo.h 也应该包含在Foo.cpp 中，否则Foo 不会与外部链接一起声明。
@Matthieu：是的。我只是忘了这样做。谢谢:-)

【解决方案2】：

我认为您要的是基本原理，而不是允许这样做的特定语言规则。

这样做的理由是它使const 变量更易于使用。它为#define 的一种常见用法提供了类型化替换。

您可以以完全相同的方式使用const int max_count = 211;，而不是#define MAX_COUNT 211，例如一个共享的头文件，而不必担心将一个定义放在哪里。

您不能合法地更改 const 对象的值，因此拥有一个对象和具有相同值的多个对象之间没有明显的区别。

由于您可以将 const 对象的定义放在头文件中，因此编译器可以轻松地在编译阶段直接使用该值，而无需将此类优化延迟到链接时修复。

【讨论】：

您能否解释一下为什么 const 的这种 C++ 行为与 C 不同？上面在 C++ 中工作的代码在 C 中有多重定义错误！
@Ashwin：恐怕不会。我相信 C 有更多的向后兼容性问题（支持暂定定义？）并且最终得到了更妥协的const，但我没有任何直接证据证明这一点。
@AshwinNanjappa 我想 C 在这种情况下只是更喜欢保持关键字使用一致 - 如果您指定静态，您将获得内部链接；否则，您将获得外部链接:)

【解决方案3】：

基本上，在 C++ 中，const、非局部变量是真正的常量表达式或 constexpr。这允许很多东西，比如 TMP。

const int five = 5;
int main() {
    int x[five];
    std::array<int, five> arr;
}

在 C 中，它们只是一个不能修改的变量。也就是说，

const int five = 5;
int main() {
    int x[five]; // Technically, this is a variable length array
}

完全等价于

int five = 5;
int main() {
    int x[five];
}

实际上，C++ 将某些类型的 const 变量提升为一个新类别 constexpr，而在 C 中，这不存在，它们只是碰巧不可修改的变量。

【讨论】：

【解决方案4】：

看起来像 const doesn't actually generate an external symbol.

【讨论】：

是的，这种行为与 C 不同！你已经展示了这种混乱的另一个方面:-)

【解决方案5】：

为什么英国人拼写 COLOUR，而美国人拼写 COLOR？

它们是来自相同基础的 2 种不同语言，但它们没有相同的规则。

C 和 C++ 是相同的。如果它们没有不同，它们将被称为同一个东西。

【讨论】：

“为什么它们不同？” “因为他们不一样！”没用。

【解决方案6】：

我的解决方法是将其声明为：

static classfoo foo;

它适用于我的情况。

【讨论】：