为什么 extern 使用 const 修饰的变量会编译不过？

时间：2021-07-13 17:45:44 阅读：0 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

const 变量能被其他文件 extern 引用吗？为什么？

先来看一段代码：

// 来源：公众号编程珠玑
// main.cc
#include<stdio.h>
// 引用外部定义的const_int变量
extern const int const_int;
int main()
{
    printf("const_int：%d\n",const_int);
    return 0;
}
// const.cc
// 定义const 变量
const int const_int  = 10;

编译链接：

 $ g++ -o main main.cc const.cc
 /tmp/ccWHAXxB.o: In function `main‘:
main.cc:(.text+0x6): undefined reference to `const_int‘
collect2: error: ld returned 1 exit status

我们发现出现了链接问题，说 const_int 没有定义的引用，但我们确实在 http://const.cc 文件中定义了。

我们去掉 const 修饰符再编译一次，发现是可以的。从上面这个编译问题，就引出今天要讲的内容了。至于为什么会编译不过，最后再做解释。

当然你会发现，按照 C 代码去编译，是可以编译出来的。后面再解释。

链接属性

我们都知道，C/C++ 代码的编译通常经过预编译，汇编，编译，链接（参考 hello 程序是怎么生成的）通常会有变量会有三种链接属性：外部链接，内部链接或无链接。

具有函数作用域，块作用域或者函数原型作用域的变量都是无链接变量；具有文件作用域的变量可以是内部链接也可以是外部链接。而外部链接变量可以在多个文件中使用，内部链接变量只能在一个编译单元中使用（一个源代码文件和它包含的头文件）。

关于作用域，也可以参考《全局变量，静态全局变量，局部变量，静态局部变量》。
说了这么多，举个具体的例子：

 // 来源：公众号【编程珠玑】
 // 作者：守望先生
 #include<stdio.h>
 int external_link = 10;  // 文件作用域，外部链接
 static internal_link = 20; // 文件作用域，内部链接
 int main()
 {
     int no_link = 30;   // 无链接
     printf("%d %d %d \n",external_link,internal_link,no_link);
     return 0;
 }

这里无链接变量还是比较好区分的，只要不是文件作用域的变量，基本是无链接属性。而文件作用域变量是内部链接还是外部链接呢？只要看前面是否有 static 修饰即可。当然对于 C++，还要看是否有 const 修饰，后面我们再说。

如何知道某个变量是什么链接属性？

举个例子，在前面的代码中，我们按照 C 代码进行编译：

 $ gcc -c const.c 
 $ nm const.o |grep const_int
 0000000000000000 R const_int

nm 命令在《linux 常用命令 - 开发调试篇》中略有介绍，它可以用来查看 ELF 文件的符号信息。

从这里的结果可以看到 const_int 前面是 R 修饰的，
R：该符号位于只读数据区，READONLY 的含义

而该字母大写，其实也是表示它具有外部链接属性。

再看看按照 C++ 代码编译：

 $ g++ -c const.c
 $ nm const.o |grep const_int
 0000000000000000 r _ZL9const_int

可以看到，它的修饰符也是 r，但是是小写的 r，小写字母表示该变量具有内部链接属性。

nm 命令非常实用，但本文不是重点。

const 关键字

说到 const 关键字，在《const 关键字到底该怎么用》和《C++ 中的 const 与 C 中的 const 有何差别？》中已经分析过了，这里简单说一下，被 const 关键字修饰的变量，表明它是只读的，不希望被修改。

extern 关键字

extern 关键字可以引用外部的定义，想必很多朋友已经很熟悉了，举个例子，如果把最开始的例子中的 const 关键字去掉，http://main.cc 中的 extern 的意思，就是说有一个 const_int 变量，但是它在别的地方定义的，因此这里 extern 修饰一下，这样在链接阶段，它就会去其他的编译单元中找到它的定义，并链接。

当然，还有一个不太被关注的作用是，在 C++ 中，它可以改变 const 变量的链接属性。

是的，在 C++ 中，它改变了 const_int 的链接属性。我们可以修改 const.c 的内容如下：

 extern const int const_int  = 10;

然后再查看一下：

  $ nm const.o |grep const_int
 0000000000000000 R const_int

发现没有，它前面的修饰变成大写的 R 了，所以这个时候，你再编译，就能编译过，而不会报错了，对于 C，它本来就是外部链接属性，所以根本不会报错。

extern 还有另外一个用法：
《C++ 是如何调用 C 接口的》？

解疑

所以，链接报错的通常问题就是找不到定义，原因无非就是：

未定义
在其他地方定义了，但是不具备外部链接属性
定义了，具备外部链接属性，但是链接顺序有问题