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c++ - 为什么在有效C++中以这种方式定义声明和定义？

coder 2023-05-31 原文

在Effective C++(第3版)中，第2项(const，enum和inline首选#define)，特定于类的常量的代码段如下:

class GamePlayer {
private:
    static const int NumTurns = 5;    // constant declaration
    int scores[NumTurns];             // use of constant
    ...
};

然后，这本书(用我自己的话说)说static const int NumTurns = 5;不是定义，C++对于类成员通常是必需的，除非它是一个静态整数常数，其地址从未使用过。如果以上内容对于常量不是正确的，或者编译器出于任何原因坚持使用定义，则应在实现文件中按以下方式提供定义:
const int GamePlayer::NumTurns;    // definition of NumTurns; see
                                   // below for why no value is given

根据这本书(用我自己的话说)，定义中没有给出任何值，因为它已经在声明中给出了。

这使我以为我已经知道的关于声明和定义的定义感到困惑(我在问这个问题之前在Google上进行了仔细检查):
  • 为什么static const int NumTurns = 5没有定义？此处NumTurns是否未初始化为5的值，并且不是同时存在声明和定义时称为初始化吗？
  • 为什么static整数常量不需要定义？
  • 为什么在没有定义值的情况下，第二个代码片段被认为是定义，但是包含该值的类内部的声明仍然不是一个(基本上回到我的第一个问题)？
  • 初始化不是定义吗？为什么这里没有违反“唯一定义”规则？

    • 此时我可能会感到困惑，所以有人可以从头开始对我进行再教育:为什么这两行代码声明和定义而不是另一行，并且那里有初始化的实例？初始化也是定义吗？

    信用:代码段直接从书中引用。

    编辑:附加引用What is the difference between a definition and a declaration?
  • 声明引入标识符，并键入
  • 定义实例化并实现

    • 所以，是的...这似乎不是这里发生的事情。

    编辑2 :我认为编译器可能通过不将其存储在内存中而仅将其内联替换为代码来优化静态整数常量。但是，如果使用了NumTurns地址，为什么声明不自动变为声明+定义，因为实例化已经存在了？

    编辑3 :
    (此编辑与原始问题关系不大，但仍然很出色。我将其放在此处，这样就无需将粘贴复制粘贴到下面每个答案的评论中。请在评论中回答我。 谢谢!)

    感谢您的回答。现在我的头脑更清楚了，但是编辑2的最后一个问题仍然存在:如果编译器在程序中检测到需要定义的条件(例如，程序中使用了&NumTurns)，为什么它不自动重新解释static const int NumTurns = 5;作为声明和定义而不是仅声明？它具有程序中其他任何地方都有定义的所有语法。

    我来自学校的Java背景，因此不需要以上述方式为静态成员创建像这样的单独定义。我知道C++是不同的，但我想知道上面的原因为何。如果从未使用过地址，则将静态积分成员替换为内联听起来对我来说不是一种优化，而不是一项基本功能，所以我为什么要解决这个问题(在条件不存在时提供单独的语句作为定义)即使原始语句的语法就足够了也可以满足)而不是相反(编译器将原始语句视为定义，因为语法就足够了，编译器将其视为定义)？

    最佳答案

    免责声明:我不是标准专家。

    我建议您阅读以下两项:

    http://www.stroustrup.com/bs_faq2.html#in-class
    和:
    What is the difference between a definition and a declaration?

    Why is static const int NumTurns = 5 not a definition? Is NumTurns not initialized to a value of 5 here, and is it not that when a declaration and a definition occurs together, it is called an initialization?



    在高层，定义(而不是声明)实例化或实现实体(变量，类，函数)。对于变量，定义使变量分配在程序存储器中。对于功能-定义给出了可以编译为汇编指令的指令。*

    代码行
    static const int NumTurns = 5;

    默认情况下，不使NumTurns分配在程序存储器中，因此仅是声明。为了在程序存储器中创建(唯一的)NumTurns实例，您将必须提供所需的定义:
    const int MyClass::NumTurns;

    Bjarne语录:

    You can take the address of a static member if (and only if) it has an out-of-class definition:


    class AE {
    // ...
public:
    static const int c6 = 7;
    static const int c7 = 31;
};

const int AE::c7;   // definition

int f()
{
    const int* p1 = &AE::c6;    // error: c6 not an lvalue
    const int* p2 = &AE::c7;    // ok
    // ...
}

    Why do static integral constants not require a definition?



    如果您想使用他们的地址，他们会这样做。

    Isn't initialization a definition?



    不可以。初始化是在某些实体(原始，对象)中设置初始值的 Action 。
    void someFunc (){
  int x; //x is declared, but not initialized
  int y = 0; //y is declared+ initialized.
}

    Why is the "only one definition" rule not violated here?



    为什么会这样呢？整个代码中仍然有一个NumTurns。符号MyClas::NumTurns仅出现一次。定义仅使变量出现在程序存储器中。 ODR规则指定任何符号只能声明一次。

    编辑:
    问题基本上可以归结为“为什么编译器不能自行决定？”
    我不是委员会的成员，所以我不能给出完全合法的答案。
    我的聪明猜测是，让编译器决定事情不是C++的哲学。
    当您让编译器决定时，例如在哪里声明静态整数const，
    作为开发人员，我可能会提出以下问题:

    1)如果我的代码是仅 header 的库，会发生什么？
    我的编译器应在哪里声明变量？在第一个cpp文件中遇到？
    在包含main的文件中？

    2)如果编译器决定在哪里声明该变量，我是否有任何保证
    该变量将与其他静态变量(我已经手动声明)一起声明，因此保持
    缓存位置是否紧密？

    一旦我们批准“放任自流”，我们就会提出越来越多的问题。
    我认为这是Java和C++之间的根本区别。

    Java:让JVM发挥作用。
    C++:让开发人员进行分析。

    最终，在C++中，编译器检查所​​有内容是否有意义，并将代码转换为二进制代码，
    而不是开发人员而不是工作。
    *或字节码，如果您使用托管C++(boo ...)

    关于c++ - 为什么在有效C++中以这种方式定义声明和定义？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/34629876/

    义声ampcodebrNumTurnsc++effective-c++

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