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C++声明、定义、类的定义、头文件作用、头文件重复引用，不具名空间

转自：http://www.cnblogs.com/rocketfan/archive/2009/10/02/1577361.html  

首先说我的补充：（对声明和定义的深入理解和总结）

关于声明和定义，具体指类、函数和变量（或对象）的声明和定义。（这里讨论的变量和函数都是全局的，不是类成员）

相同点：对编译器来说都是符号（编译器也只能识别他是个符合），声明就会在符合表中留下一列等待填充的空白，即不完整的等待填充一行，而定义就是符合表中完整的一行。在编译cpp成obj时，这里面变量、函数和类三种东西看成并列地位，即都是一个名字，符号表中的一列（可以先简单认为obj的符号表中只有两列即符号名字和地址）

不同点，在使用上这三种符合的声明和定义有所区分：【定义类和变量是原子性，定义类不是原子性，还要用这个类去定义别的东西】

（1）对于变量，由于变量的定义和声明是同一语句如int a; 所以规定声明必须使用extern关键字以区别是声明而不是定义。

（2）对于函数，由于定义有个大括号包住的函数体，而声明没有大括号的函数体，所以它的声明和定义不需要多余的如extern关键字，即带大括号的是定义，不带的是声明。

（3）对与类，在形式上和函数一样，名子带上大括号就是定义（定义一个类型），不带大括号的是声明。但他有特殊之处，即不能先声明类（即不带大括号），然后定义这个声明的类的实例，再在后面或在其它cpp文件中定义具体的类，而变量和函数是可以先声明然后在链接的时候从其它文件中找的。

类之所以不能这样干，是因为，定义一个东西的干的事情主要就是为这个东西分配具体大小的内存，如果先声明一个类，然后定义这个类的实例，编译时（还没链接），就无法确定给这个实例到底分配多大的内存空间。变量和函数可以这样干是因为不需要再定义这两个东西的实例，即他们两个本事就是原子性的实体了，不需要用他们去创建一个原子实体。从上面分析可以看出，只要不涉及分配内存的事情，都可以先声明类，然后使用类，定义类在后面或在其它cpp文件中，实际上类的声明主要用在先声明，然后定义这个声明好的类的指针或引用（这个两个东西实体一般都固定分配4个字节）。关于类的声明和定义参见：http://blog.csdn.net/abc/article/details/

 正是因为类的这个方面的特殊性，所以规定类的定义可以在多个cpp中，编译器不检查这中冲突（不得不这样做），而变量和函数是不行的（有的书上说类定义不占内存空间而函数和变量定义占内存空间，我认为这中说法不太好，实际上类和函数都在代码区也占内存空间，变量在数据区）。使用时也是把类定义在一个头文件中，在不同的cpp中展开，即完成了在不同的cpp中定义同一个类。我进一步猜测，也正因为这样，类定义体中不能像c#或java那样直接包含成员变量的定义并初始化，实际上类定义体中的所有东西都被认为是声明（要不然的话定义类的同时就会定义一堆其它的东西，就乱了，类体的作用就是为了描述定义这个类的实例时要分配多大的内存空间），即使函数实现在了类体中也被默认是inline内联的函数（对外不导出，也就是说其它cpp中看不见）。当然如果都用inline浪费空间，所以常常把函数声明写在类体中（达到描述这个类的作用就行了），而把成员函数具体定义（包括函数体）放在和这个类定义的头文件对应的cpp文件中，这也是为什么c++在定义类的时候分头文件和cpp文件，甚至有的书上说头文件中是类的声明，cpp文件中是类的实现（当然这种说法我也不很认同，他没分清是类的定义还是类体中东西的定义，严格的说头文件是类体中所有东东都必然是声明，cpp中是所有类体中东东的实现，类的实现完全可以不要，完全可以把函数全部称为inline的，完全可以把成员变量在构造函数被调用的时候分配内存并填充数据。类的定义就是类名加上大括号，所以类的定义都在头文件中，cpp才是这个类定义所在的头文件的附属，因为完全可以不要cpp而把函数实现都写成inline的）。

也正是因为类的这个方面的特殊性，类定义（类名加上大括号）中的所要成员变量都不能直接初始化，因为他们被认为是声明（虽然没有extern），只起描述这个类的作用。对于类中的静态成员变量和常量成员变量也是先声明，然后在cpp中定义静态变量和常变量并初始化（这里要注意声明static和const的变量不用初始化，而定义这两个东西的时候必须同时初始化，引用和他们两个类似）

 说了这么多，有点绕，简单点可以认为，类定义体中（即大括号中）包含的全部是其它实体的描述，不能定义类的同时定义了其它的东西（个别少见情况除外，但不违背这里描述的原理），在使用类的成员时，再根据这个描述去其它obj中找到对应的实体。而包含在类体中的成员就看成是个描述（或就是个头衔名），这个描述具体定义在外部，只不过定义在外部的成员的名字都加上了一个姓：类名。从编译器和连接器的角度来看，这个头衔名包含在类体中的姓类名的成员函数（或变量）和全局的函数（或变量）没什么区别，都是函数（或变量）。而类定义体中也不是定义了新的东西，他只不过包含了在其它地方定义好了的东西的描述或引用头衔而已。总之类定义就是描述作用（这个描述就是给new关键字看的），描述这个类的实例将占多大内存，将具有什么功能而已。类体中并没有定义新的东西，类体也是个外包，包含了在其它地方定义好了的东西的描述。

下面是原网页的内容： 

1.  编译单元，一个.cc，或.cpp作为一个编译单元.生成.o

2.  普通数据类型的定义，声明，函数的定义声明（类函数是一样的)

• extern int x; //变量是声明，并未实际分配地址，未产生实际目标代码

      void print(); // 函数声明，  未产生实际目标代码

      如int x; int x = 3 ; void print() {}; //均为定义产生了实际目标代码。

• 声明不产生实际的目标代码，它的作用是告诉编译器，OK，我在该编译单元后面，或者其它编译单元会有这个x变量，print函数的定义。否则编译器如果发现程序用到x，print，而前面没有声明会报错。如果有声明，而没有定义，那么链接的时候会报错未定义。
• 比较常见的是我在source.cc中调用print()，而head.h中声明print（），而source.cc 中include

       head.h从而就有了print的声明，可以通过编译，但是如果在所有编译单元中没有print函数的定义，那么链 

       接的时候source.o单元就会出错，因为它试图用print函数但是找不到print的定义。

        //head.h

       void pirnt();

       //source.cc

       void foo() {

            print();

       }

• 由于声明不产生实际代码，所以可以有多个重复声明的存在。

       //source1.cc

       extern int x;

       //source2.cc

       extern int x;

      甚至同一个编译单元也可以有多各个重复声明

      //source1.cc

      extern int x;

      extern int x;

讯享网

      而普通变量定义，函数定义是不允许的。

3. 同一编译单元内部的重名符号在编译期就被阻止了，而不同编译单元之间的重名符号要到链接器才会被发

     现。 

     如果你在一个 source1.cc中

     //source1.cc

     int x;

     int x;

     出现两次 int x; int x;即两个x的定义，会编译报错,x重复定义。

     如果你的

     //source1.cc

     int x;

     //source2.cc

     int x;

     g++ –o test source1.cc source2.cc

     那么编译过程不会出错，在链接过程，由于目标代码中有两个全局域的x，会链接出错，x重定义。

     不同的编程人员可能会写不同的模块，那么很容易出现这种情况，如何避免呢，namespace可以避免重名。

     google 编程规范鼓励使用不具名空间

     //source1.cc

     namespace {

     int x;

     }

     //source2.cc

     namespace {

     int x;

     }

     OK,现在不会链接出错了因为两个x不重名了，当然对于这个简单的例子只在source1.cc中用不具名命名空间就可

     避免链接出差了。

  //注

     //source1.cc

     namespace {

     int x;

     }

    //source1.cc

    static int x;

   有什么区别呢，看上去效果一样，区别在于不具名空间的x仍然具有外链接，但是由于它是不具名的，所以别的单元没办法链接到，如果

   namespace haha{

   int x;

   }  

   则在别的单元可以用haha::x访问到它，static 则因为是内部链接特性，所以无法链接到。

C++ 中 static 和 anonymouse namespace 的差别

2009-01-02 14:54  |  分类： 桌面应用开发