在介紹C++中的內(nèi)部連接與外部連接前，先說明一些概念。

1.聲明

一個聲明將一個名稱引入一個作用域;

在c++中，在一個作用域中重復(fù)一個聲明是合法的

以下都是聲明：

 

int foo(int,int); //函數(shù)前置聲明  
typedef int Int; //typedef 聲明  
class bar; //類前置聲明  
extern int g_var; //外部引用聲明  
class bar; //類前置聲明  
typedef int Int; //typedef 聲明  
extern int g_var; //外部引用聲明  
friend test; //友員聲明  
using std::cout; //名字空間引用聲明  
friend test; //友員聲明  
using std::cout; //名字空間引用聲明  
int foo(int,int); //函數(shù)前置聲明 

 

在同一個作用域中你可以多次重復(fù)這些聲明。

有兩種聲明不能重復(fù)，那就是類成員函數(shù)及靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的聲明

class foo   
{   
　static int i;   
　static int i;//不可以   
　public:   
int foo();   
int foo();//不可以   
}; 

2.定義

一個定義提供一個實體(類型、實例、函數(shù))在一個作用域的唯一描述。

在同一作用域中不可重復(fù)定義一個實體。

以下都是定義。

 

int y;  
class foo {...};  
struct bar {...};  
foo* p;  
static int i;  
enum Color{RED,GREEN,BLUE};  
const double PI = 3.1415;  
union Rep{...};  
void test(int p) {};  
foo a;  
bar b; 

 

3.編譯單元

當(dāng)一個c或cpp文件在編譯時，預(yù)處理器首先遞歸包含頭文件，形成一個含有所有 必要信息的單個源文件,這個源文件就是一個編譯單元。這個編譯單元會被編譯成為一個與cpp文件名同名的目標(biāo)文件(.o或是.obj)。連接程序把不同編譯單元中產(chǎn)生的符號聯(lián)系起來，構(gòu)成一個可執(zhí)行程序。

4.自由函數(shù)

如果一個函數(shù)是自由函數(shù)，那么這個函數(shù)不是類的成員函數(shù)，也不是友元函數(shù)。

下面來看內(nèi)部連接和外部連接

內(nèi)部連接：如果一個名稱對于它的編譯單元來說是局部的，并且在連接時不會與其它編譯單元中的同樣的名稱相沖突，那么這個名稱有內(nèi)部連接(注：有時也將聲明看作是無連接的，這里我們統(tǒng)一看成是內(nèi)部連接的)。

以下情況有內(nèi)部連接:

a)所有的聲明

b)名字空間(包括全局名字空間)中的靜態(tài)自由函數(shù)、靜態(tài)友元函數(shù)、靜態(tài)變量的定義

c)enum定義

d)inline函數(shù)定義(包括自由函數(shù)和非自由函數(shù))

e)類的定義

f)名字空間中const常量定義

g)union的定義

外部連接:在一個多文件程序中，如果一個名稱在連接時可以和其它編譯單元交互，那么這個名稱就有外部連接。

以下情況有外部連接:

a)類非inline函數(shù)總有外部連接。包括類成員函數(shù)和類靜態(tài)成員函數(shù)

b)類靜態(tài)成員變量總有外部連接。

c)名字空間(包括全局名字空間)中非靜態(tài)自由函數(shù)、非靜態(tài)友元函數(shù)及非靜態(tài)變量

下面舉例說明：

a)聲明、enum定義、union定義有內(nèi)部連接

所有的聲明、enum定義及union定義在編譯后不會產(chǎn)生連接符號，也就是在不同編譯單元中有相同名稱的聲明及enum、union定義并不會在連接時發(fā)生發(fā)現(xiàn)多個符號的錯誤。

 

// main.cpp  
typedef int Int; //typedef 聲明，內(nèi)部連接  
enum Color{red}; //enum定義,內(nèi)部連接  
union X //union定義，內(nèi)部連接  
{  
　long a;  
　char b[10];  
};  
int main(void)  
{  
Int i = red;  
return i;  
}  
// a.cpp  
typedef int Int; //在a.cpp中重聲明一個int類型別名，在連接時不會發(fā)生錯誤  
enum Color{blue}; //在a.cpp中重定義了一個enum Color，在連接時不會發(fā)生錯誤  
const Int i =blue; //const常量定義，內(nèi)部連接  
union X //union定義，內(nèi)部連接  
{  
　long a;  
　char b[10];  
}; 

 

b)名字空間中靜態(tài)自由函數(shù)、靜態(tài)友元函數(shù)、靜態(tài)變量、const常量定義有內(nèi)部連接

// main.cpp  
namespace test  
{  
　int foo(); //函數(shù)聲明，內(nèi)部連接  
　static int i = 0; //名字空間靜態(tài)變量定義，內(nèi)部連接  
　static int foo() { return 0;} //名字空間靜態(tài)函數(shù)定義，內(nèi)部連接  
}  
static int i = 0; //全局靜態(tài)變量定義，內(nèi)部連接  
static int foo() {return 1;} //全局靜態(tài)函數(shù)定義，內(nèi)部連接  
const int k = 0; //全局const常量定義，內(nèi)部連接  
int main(void)  
{  
　return 0;  
}  
//a.cpp  
namespace test  
{  
　int i = 0; //名字空間變量定義，外部連接  
　int foo() {return 0;} //名字空間函數(shù)定義，外部連接  
}  
int i = 0; //全局變量定義，外部連接  
int k = 0; //全局變量定義，外部連接  
int foo() { return 2;} //全局函數(shù)定義，外部連接 

 

在全局名字空間中，main.cpp中定義了靜態(tài)變量i,常量k,及靜態(tài)自由函數(shù)foo等，這些都有內(nèi)部連接。如果你將這些變量或函數(shù)的static或是const修飾符去掉，在連接時就會現(xiàn)multiply defined symbols錯誤，它們與a.cpp中的全局變量、全局函數(shù)發(fā)生沖突。

c)類定義總有內(nèi)部連接,而非inline類成員函數(shù)定義總有外部連接，不論這個成員函數(shù)是靜態(tài)、虛擬還是一般成員函數(shù)，類靜態(tài)數(shù)據(jù)成員定義總有外部連接。

1.類的定義有內(nèi)部連接。如果不是，想象一下你在4個cpp文件中include定義了類Base的頭文件，在4個編譯單元中的類Base都有外部連接，在連接的時候就會出錯。

看下面的例子:

 

//main.cpp  
class B //類定義，內(nèi)部連接  
{  
　static int s_i; //靜態(tài)類成員聲明，內(nèi)部連接   
　public:  
void foo() { ++s_i;} //類inline函數(shù)，內(nèi)部連接  
};  
struct D   
{  
　void foo(); //類成員函數(shù)聲明，內(nèi)部連接  
};  
int B::s_i = 0; //類靜態(tài)數(shù)據(jù)成員定義，外部連接  
void D::foo() //類成員函數(shù)定義，外部連接  
{   
　cout << "D::foo in main.cpp" <<endl;  
}  
int main() //main函數(shù)，全局自由函數(shù)，外部連接  
{  
　B b;  
　D d;  
　return 0;  
}  
//a.cpp  
class B  
{  
　int k;  
};  
struct D  
{  
　int d;  
}; 

 

在這個例子中，main.cpp與a.cpp中都有class B和class D的定義，但在編譯這兩個cpp文件時并不發(fā)生link錯誤。

2.類的非inline成員函數(shù)(一般，靜態(tài)，虛擬都是)總有外部連接，這樣當(dāng)你include了某個類的頭文件，使用這個類的函數(shù)時，就能連接到正確的類成員函數(shù)上，繼續(xù)以上面為例子，如果把a.cpp中的struct D改為

 

struct D //類定義  
{  
　int d;  
　void foo(); //類成員函數(shù)聲明  
};  
void D::foo() //類成員函數(shù)定義，外部連接  
{  
　cout << " D::foo in a.cpp" <<endl;  
} 

 

這時main.cpp與a.cpp中的D::foo都有外部連接，在連接就會出現(xiàn)multiply defined symbols錯。

3.類的靜態(tài)數(shù)據(jù)成員有外部連接，如上例的B::s_i,這樣當(dāng)你在main.cpp中定義了類靜態(tài)數(shù)據(jù)成員，其它編譯單元若使用了B::s_i,就會連接到main.cpp對應(yīng)編譯單元的s_i。

d)inline函數(shù)總有內(nèi)部連接，不論這個函數(shù)是什么函數(shù)

 

// main.cpp  
inline int foo() { return 1;} //inline全局函數(shù)，內(nèi)部連接  
class Bar //類定義，內(nèi)部連接  
{  
　public:  
static int f() { return 2;} //inline 類靜態(tài)函數(shù)，內(nèi)部連接  
int g(int i) { return i;} //inline 類成員函數(shù)，內(nèi)部連接  
};  
class Base  
{  
　public:  
inline int k()； //類成員函數(shù)聲明，內(nèi)部連接  
}；  
inline int Base::k(){return 5;} //inline 類成員函數(shù)，內(nèi)部連接  
int main(void)  
{  
　return 0;  
} 

 

如果你的Base類是定義在Base.h中，而Base的inline 函數(shù)是在Base.cpp中定義的，那么在main.cpp中include "Base.h"編譯不會出現(xiàn)問題，但在連接時會找不到函數(shù)k，所以類的inline函數(shù)***放到頭文件中，讓每一個包含頭文件的cpp都能找到inline函數(shù)。

現(xiàn)在對c++中的連接有了一個認(rèn)識，能清楚的知道是什么原因產(chǎn)生連接時錯誤。當(dāng)你在連接時產(chǎn)生連接不到的錯誤，這說明所有的編譯單元都沒有這個實體的外部連接；當(dāng)你在連接時發(fā)現(xiàn)有多個連接實體，這說明有多個編譯單元提供了同名的有外部連接的實體。同時，在進(jìn)行程序設(shè)計時，也要注意不要使只有本編譯單元用到的函數(shù)、類、變量等有外部連接，減少與其它編譯單元的連接沖突。

不過在這里沒有說明template函數(shù)及template class的連接性，并且對一些特別的情況也沒有作出說明(比如inline函數(shù)不能被inline)。