非静态数据成员和一个定义规则

Posted 2023-02-22

【中文标题】非静态数据成员和一个定义规则

【英文标题】：non-static data members and one definition rule

【发布时间】：2017-04-19 03:39:43

【问题描述】：

前提

按照一个定义规则，如C++14 Standard中所说，只要我遵循3.2.6中的规则，我就可以在每个翻译单元中定义同一个类.这意味着允许以下程序是合法的：

//a_1.cpp
class A                       //definition of A
    int a;                     //definition of A::a
    static int b;              //declaration of A::b
    int foo();                 //declaration of A::foo();
    int boo() return 42; ;   //definition of A::boo() implicity inlined 
;

//a_2.cpp
class A                       //definition of A
    int a;                     //definition of A::a
    static int b;              //declaration of A::b
    int foo();                 //declaration of A::foo();
    int boo() return 42; ;   //definition of A::boo() implicity inlined 
;

如果我尝试定义b 或foo()，那么我将被限制在整个程序中的单一定义，我认为这是由于3.2.4 中的声明：

每个程序都应该包含一个对每个非内联函数或 odr 使用的变量的定义 在该计划中；无需诊断。

因此，以下程序是非良构的：

//a_1.cpp
class A                       //definition of A
    int a;                     //definition of A::a
    static int b;              //declaration of A::b
    int foo();                 //declaration of A::foo();
    int boo() return 42; ;   //definition of A::boo() implicity inlined 
;
int A::b;

//a_2.cpp
class A                       //definition of A
    int a;                     //definition of A::a
    static int b;              //declaration of A::b
    int foo();                 //declaration of A::foo();
    int boo() return 42; ;   //definition of A::boo() implicitly inlined 
;
int A::b;

如果我尝试在两个源文件中定义 foo() 也是一样的。

但是，我可以对 boo() 有多个定义（每个翻译单元一个），因为 3.2.4 并未禁止，实际上 3.2.6 明确允许这样做：

类类型（第 9 条）、枚举类型（7.2）、内联函数可以有多个定义 外部链接（7.1.2），类模板（第14条），非静态函数模板（14.5.6），静态数据成员 类模板 (14.5.1.3) 的成员函数、类模板的成员函数 (14.5.1.1) 或模板特化 在程序中未指定某些模板参数（14.7、14.5.5），前提是每个定义 出现在不同的翻译单元中。

公平地说，3.2.6 对上述语句进行了限定，增加了一些要求，其中实体（在我们的例子中为 boo()）必须在每个翻译单元中使用相同的标记序列来定义。

问题

非静态数据成员a呢？ a 的多个定义显然是允许的（否则我问题顶部的程序将无法编译），但这似乎被 3.2.4 禁止并且不被 3.2.6 宽恕。这只是标准中没有严格规定的细节还是我遗漏了什么？

编辑

对于那些告诉我a 没有定义，而只是声明的人，请考虑这个例子，直接取自C++14 Standard，3.2.2：

struct X  // defines X
    int x; // defines non-static data member x
    static int y; // declares static data member y
    X(): x(0)   // defines a constructor of X
;

请注意，上面代码的 cmets 不是我的，而是直接从标准中复制的。

【问题讨论】：

“a 的多个定义显然是允许的（否则我的问题顶部的程序将无法编译）” - 大多数 ODR 违规是“未定义的行为，不需要诊断”，因此缺乏编译错误不是被允许的证据

嗯，那是真的......我实际上对规则中的（明显的）矛盾更加困扰。多亏了答案，我现在明白了我错过了什么。无论如何，感谢您强调这个细节。

【参考方案1】：

您在第一个程序中没有a 的多个定义。您有多个a 的声明。巨大的差异。

如果您不能有多个声明，那么 include 将无法工作，因为预处理器只会在使用它的每个翻译中复制该信息。

【讨论】：

每个非静态数据成员的声明都是一个定义，根据 [basic.def]/2。

【参考方案2】：

[basic.def.odr]/1:

任何翻译单元不得包含任何变量、函数、类类型、枚举类型或模板的多个定义。

变量由[basic]/6定义：

变量由非静态数据成员或对象以外的引用的声明引入。

因此，由于非静态数据成员不是变量、函数、类、枚举或模板，单一定义规则根本不适用于非静态数据成员。

【讨论】：

太好了，谢谢伙计，我错过了 [basic]/6。你无法理解它对我的影响有多大！现在我终于可以放松了……顺便问一下，有没有类似于 ODR 的与非静态数据成员有关的规则？有什么需要注意的（还是涉及到多重定义的问题）？

我认为没有。类定义的主体是唯一可以定义非静态数据成员的地方，因此它已经被规则所涵盖，即类的每个定义都必须是令牌对令牌相同的。

它说“非静态数据成员以外的引用”。不是引用类型的非静态数据成员似乎没有被排除，除非它们在这种情况下不是“对象”？

@JMC 我的解释是在这种情况下它们不是对象，因为它们的定义实际上并没有创建对象。只有在定义了封闭类类型的对象时，才会创建成员对象。但你可能是对的。标准措辞可能会从这里收紧。