2. 变量
这里主要是讨论全局变量的使用,对于局部变量(即在函数内部定义的,在栈上分配空间的变量)不予考虑。全局变量的情况与前一篇说的函数的情况类似,但是更迷惑人一些。全局变量的定义是在所有函数的外面,比如下面语句:
int roba;
定义了一个叫做roba的int型全局变量。而全局变量的声明是这样:
extern int roba;
全局变量与函数一样要求,定义只能一次,声明可以多次,在使用前编译器必须看到声明。如果多个源文件要共享一个全局变量,初学者常犯的错误有两种:一种是在多个文件中都写了int roba;,这样会导致链接时发生重复定义的错误;另一种是只在一个文件中写了int roba;,以为在其他的文件的文件中可以直接用,但实际上因为在其他文件中没有对这个全局变量的声明,所以会发生编译错误。正确的写法是,在某一个文件中用int roba的形式定义,而在其他用到该变量的文件中用extern int roba的形式声明。
如果要把变量放到头文件里,从前面的讨论可以看出,一定不要把int roba;这样的定义放进去(因为这样的话如果这个头文件被包括进多个cpp文件就会产生重复定义),而应该写extern int roba;这样的声明,然后在某个cpp文件中定义int roba; 。
与函数类似,如果我们不想其他的文件看到某个全局变量,也可以用static修饰它,表示它的作用域局部于此文件内。(注意我说的不是static的局部变量)
下面又开始说特例了。对于这种写法:
extern int roba = 1;
是被当作定义而不是声明的,尽管加了一个extern。
另外一个要注意的是const型的全局对象,它默认是局部于文件的,也就是说默认就是static的。这是因为C++允许(并且鼓励)这样的写法:
const int N = 100; int loli[N];
我们可以看出,编译器必须知道N的值以后,才能确定loli数组的大小并生成相应代码。所以如果像非const的全局变量一样,把const int N定义在别的文件里,编译器就没办法在编译时知道它的值,也就不能单独编译这个cpp文件,这就违反了上次说的那个要求。基于这个考虑,C++规定const全局对象是局部于文件的,也就是说我们可以安全地把 const int N = 100; 这样的东西放在头文件里,不会出现重定义。
我们也可以用extern const int N = 100;这样的写法强制使其全局可见,在其他的文件中用extern const int N;来进行声明,但我认为这样会产生不必要的混乱,对程序效率也并没有提升。可能有人会觉得如果在每个文件里声明一个局部于本文件的全局const对象会浪费空间,但实际上编译器基本都会把这个const优化掉的,产生的效果和古老的 #define N 100 宏定义是一样的。
(待续)
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