多文件程序中的范围

Posted 2023-02-17

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【中文标题】多文件程序中的范围【英文标题】：scope in multi-file program 【发布时间】：2012-10-18 11:11:17 【问题描述】：

我有一个程序，除了 main.cpp 和一个常量头之外，还有两个外部文件。所以总共四个文件。它们包含以下代码：

main.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

int ext1_func();
int ext2_func();

int main()

    int i;
    i = ext1_func();
    cout <<  i << endl;

    i = ext2_func();
    cout << i << endl;

    return 0;

ext1.cpp

#include "const.h"
int asd1=1;

int ext1_func()

   return temp_int;

ext2.cpp

#include "const.h"
int asd2 = 2;

int ext2_func()

   return temp_int;

const.h

#ifndef CONST_H
#define CONST_H

const int temp_int=1;

#endif

我想要的是：

1) ext1.cpp 中声明的任何变量都应该仅为 ext1.cpp 中的函数所知，对于 ext2.cpp 也是如此。所以“asd1”必须只有“ext1_func”知道，“asd2”才知道“ext2_func”。

2) “exp1.cpp”和“ext2.cpp”中的函数必须能够看到“const.h”中定义的所有值

我相信我编写和附加的代码满足这些要求，但我想问一下我这样做是否正确？有没有比我建议的更简单的方法来获得所需的行为？

提前致谢。

奈尔斯。

【问题讨论】：

所显示代码的最大问题是（1）asdN 变量在其源文件之外可见（在各种答案中扩展讨论），以及（2 ) 没有一个标头声明用于强制使用函数的代码 (main.cpp) 和定义函数的代码 (extN.cpp) 之间的一致性。当然，C++ 具有类型安全的链接（与我主要工作的 C 不同）。但是，一般来说，最好不要在源文件中编写 extern 声明——应该有一个头文件来声明用于强制一致性的函数。 【参考方案1】：

在编译单元级别，您在“全局”范围内声明的符号都链接到全局变量空间。

避免这种情况的旧方法是将它们声明为静态。新方法是将它们放入匿名命名空间中。它们也可以在那里声明为静态的。

ext1.cpp

namespace 
  /*static*/ int asd1=1;

header 中的 const 是可以的，这样声明的常量有特殊的地位，实际上编译器可以在代码中代入值。不过，理想情况下，您至少应该将它们包装在一个（命名的）命名空间中，以避免污染全局命名空间。修改值（使用 const_cast）将是未定义的行为。

如果它是非常量并且您真的想要一个全局的（通常不是一个好主意），您需要在标头中使用 extern 关键字，然后在单个编译单元中创建它的实例。

【讨论】：

关于“标题中的 const 没问题，[...]”，谢谢。我担心以这种方式定义全局常量是一种糟糕的编程风格，现在我将保持原样。全局常量是可以的，但理想情况下你应该把它们放到一个（命名的）命名空间中，以免“污染”全局命名空间。【参考方案2】：

我不会在 main.cpp 中重复 ext1_func() 和 ext2_func() 原型，而是为每个函数定义一个头文件，并在其中添加函数原型：

// ext1.h
#ifndef EXT1_H_INCLUDED
#define EXT1_H_INCLUDED

int ext1_func();

#endif // EXT1_H_INCLUDED


// ext2.h
#ifndef EXT2_H_INCLUDED
#define EXT2_H_INCLUDED

int ext2_func();

#endif // EXT2_H_INCLUDED

在 main.cpp 中：

#include "ext1.h"
#include "ext2.h"

在 ext1.cpp 和 ext2.cpp 中，仅对源文件本地的变量使用匿名命名空间：

// ext1.cpp
#include "const.h"
#include "ext1.h"

namespace 

int asd1=1;

 // anonymous namespace


int ext1_func()

   return temp_int;

与 ext_2.cpp 类似。

您可能还想在头文件中使用方便的 #pragma once，而不是 #ifndef/#define 包含守卫。

【讨论】：

在“const.cpp”中添加定义而不是在“const.h”中添加定义有什么好处？ @niles_1710373：有关是否在标头中定义常量的讨论，请参阅 AndreyT 的 answer。【参考方案3】：

您应该将ext1.cpp 和ext2.cpp 中的变量定义为静态，以防止它们被其他文件看到。但是，这是一种非常糟糕的构建方式。相反，您应该将代码分成不同的类。有关详细信息，请参阅this。

【讨论】：

我一般不同意您的观点，即“您应该将代码分成不同的类”。也许应该有类和对象，但 C++ 通常不支持“一切都必须在一个类中”范式。 -1 指向高度抽象的关于 OOP 的 Wikipedia 页面“了解详情”。此外，C++ 无缘无故不支持匿名命名空间之类的东西，而且当前的程序太琐碎，无法保证 OO 设计。【参考方案4】：

当您想将变量设置为翻译单元（.cpp 文件）的本地变量时，您可以将它们放入匿名命名空间，如下所示：