为什么我可以在 C 中定义一个变量两次？

Question

我一直在测试全局变量，定义和声明，我在这种情况下停止了：

main.c:

#include "stdio.h"

void func(void);
int a;

int main(void) {
    a = 20;
    printf("in main: %d\n", a);
    func();
    
    return 0;
}

add.c:

#include <stdio.h>

void func(void);
int a;

void func() {
    printf("in add: %d\n", a);
}

所以在 C 行

int a;

表示既声明又定义，但是我们知道不允许多次定义一个变量。那么，如果我们有两个 a 的定义和两个声明，为什么这段代码可以编译呢？我在 CLion 中工作，当我在 main 中的 a 上按“转到 Definition/Declaration”时，它会将指针移动到 add.c 中的 a，当我这样做时在 add.c 中，它移回 main.c，所以我不明白这里发生了什么。

Answer 1

在任何函数之外，int x; 是一个 暂定定义 ，一些编译器和链接器将它们视为一种“合作定义”，其中标识符可以在多个文件中以这种方式声明，将导致只定义一个对象。

由于历史原因，C 的外部声明（函数外的声明）规则有点复杂——C 是随着不同的人开发和试验而成长的，而不是根据我们今天所掌握的知识设计的。

定义： 在函数之外 int x = 3; 是一个定义。它声明标识符 x 并为 int 保留内存，并将 int 初始化为 3.

声明： extern int x;是声明而不是定义。它声明标识符 x 但不为其保留内存。

这两个声明都提供了 x 外部链接。这意味着，当它们出现在不同的源文件中时，标识符的两个实例将被链接以引用内存中的同一事物。

C 标准说“应该有”最多一个带有外部链接的标识符的定义 (C 2018 6.9 5)。 (如果标识符在程序中使用，则必须有定义。如果不在表达式中使用，则不需要定义。)

暂定定义：int x;为杂种。它是一种特殊的可能定义，称为 暂定定义 。 C 标准规定，如果翻译单元（正在编译的源文件，以及它包含的所有文件）中有暂定定义，但没有正则定义，则暂定定义成为正则定义。

现在，如果你违反了“最多应该有”一个定义的规则，会发生什么？事情是这样的：这不是程序必须遵守的规则。当 C 标准说“应该”时，它的意思是，如果一个程序遵守这条规则，那么行为就会像 C 标准所说的那样。如果一个程序不遵守这个规则，C 标准没有定义行为（C 2018 4 2）。相反，我们让编译器和链接器定义行为。

当程序违反最多一个定义的规则时，编译器和链接器的常见行为是：

链接时如果有多个正则定义，报错
如果有多个暂定定义但只有零个或一个常规定义，则将它们合并为一个定义。

这是 GCC 版本 10 之前的 GCC 和相关工具中定义的默认行为，并在 C 2018 标准的 J.5.11 中关于通用扩展的信息部分中明确提及。在当前版本的 GCC 中，任何类型的多个定义在默认情况下都被视为错误。您可以使用命令行开关 -fcommon.

请求旧行为

为什么我可以在 C 中定义一个变量两次？

Why can I define a variable twice in C?

c

declaration

global-variables

definition