为什么 C++ 中允许多个 const 全局变量定义而不是在C语言中？

Question

由于单一定义规则，C 或 C++ 中不允许对全局变量进行多重定义。但是，在 C++ 中，可以在多个编译单元中定义 const 全局变量，而不会出现错误。这与 C 中的不一样。

为什么 C++ 允许这样做，而 C 不允许？与 C 相比，为什么 C++ 中 const 全局变量的用法和行为与非常量全局变量如此不同？ C++ 和 C 中关于 const 的幕后发生了什么？

例如，这在 C++ 中是允许的，但在 C 中是错误的：

// Foo.cpp
const int Foo = 99;

// Main.cpp
const int Foo = 99;
int main()
{
    cout << Foo << endl;
    return 0;
}

这对于 C 来说没问题，但在 C++ 中是错误的：

// Foo.cpp
const int Foo = 99;

// Main.cpp
extern const int Foo;
int main()
{
    cout << Foo << endl;
    return 0;
}

Answer 1

// Foo.cpp
const int Foo = 99;

// Main.cpp
const int Foo = 99;

命名空间范围内的 const 变量具有内部链接。所以它们基本上是两个不同的变量。没有重新定义。

来自@David 的评论，3.5/3 [basic.link]：

具有命名空间范围的名称 (3.3.5)
如果是名称，则具有内部链接
的
— 对象、引用、函数或
明确的函数模板
声明为静态或，
— 一个物体或
显式声明的引用
const 并且没有明确声明
外部或之前声明有
外部链接；或
— 数据成员
一个匿名工会的成员。

---

在第二种情况下，你应该这样做（正确的方法）：

//Foo.h
extern const int Foo; //use extern here to make it have external linkage!

// Foo.cpp
#include "Foo.h"
const int Foo = 99; //actual definition goes here

// Main.cpp
#include "Foo.h"
int main()
{
   cout << Foo << endl;
}

Answer 2

我认为您是在询问基本原理，而不是允许这样做的特定语言规则。

这样做的理由是它使 const 变量更容易使用。它为 #define 的一种常见用法提供了类型化替代。

您可以以完全相同的方式使用 const int max_count = 211;，而不是 #define MAX_COUNT 211，例如共享头文件，而不必担心将一个定义。

您无法合法地更改 const 对象的值，因此具有相同值的一个对象和多个对象之间没有明显的区别。

由于您可以将 const 对象的定义放入头文件中，因此编译器可以轻松地在编译阶段直接使用该值，而无需将此类优化延迟到链接时修复。

Answer 3

基本上，在 C++ 中，const、非局部变量是真正的常量表达式，或 constexpr。这允许做很多事情，比如 TMP。

const int five = 5;
int main() {
    int x[five];
    std::array<int, five> arr;
}

在C中，它们只是一个不能修改的变量。也就是说，

const int five = 5;
int main() {
    int x[five]; // Technically, this is a variable length array
}

完全等同于

int five = 5;
int main() {
    int x[five];
}

有效地，C++ 将某些类型的 const 变量提升为新类别 constexpr，而在 C 中，这不存在，它们只是变量这恰好是不可修改的。

Answer 4

它看起来像 const 实际上并不生成外部符号。

Answer 5

为什么英国人拼写COLOUR，而美国人拼写COLOR？

它们是来自同一基础的两种不同语言，但它们没有相同的规则。

C& C++也是一样的。如果它们没有不同，它们就会被称为同一个东西。

Answer 6

我的解决方法是将其声明为：

static classfoo foo;

它适用于我的情况。