新手小心：c語言中強(qiáng)符號(hào)與弱符號(hào)的使用

2020-01-26 16:10:43

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供稿：網(wǎng)友

聲明：下面的實(shí)例全部在linux下嘗試，window下未嘗試。有興趣者可以試一下。文章針c初學(xué)者。
c語言的強(qiáng)符號(hào)和弱符號(hào)是c初學(xué)者經(jīng)常容易犯錯(cuò)的地方。而且很多時(shí)候，特別是多人配合開發(fā)的程序，它引起的問題往往非常行為怪異而且難以定位。
什么是強(qiáng)符號(hào)和弱符號(hào)？
在c語言中，函數(shù)和初始化的全局變量是強(qiáng)符號(hào)，未初始化的全局變量時(shí)弱符號(hào)。強(qiáng)符號(hào)和弱符號(hào)的定義是連接器用來處理多重定義符號(hào)的，它的規(guī)則是：
不允許多個(gè)強(qiáng)符號(hào)；
如果一個(gè)強(qiáng)符號(hào)和一個(gè)弱符號(hào)，這選擇強(qiáng)符號(hào)；
如果多個(gè)弱符號(hào)，則任意選一個(gè)。
它的陷阱：
上代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

//main.c
#include <stdio.h>
int fun();
int x;
int main()
{
 printf("in main.c:x=%p/n", &x);
 fun();
 return 0;
}
//test.c
#include <stdio.h>
int x;
int fun()
{
 printf("in test.c:x=%p/n", &x);
 return 0;
}

編譯：gcc main.c test.c，運(yùn)行，結(jié)果：
in main.c:x=0x80496a8
in test.c:x=0x80496a8
兩個(gè)x是一個(gè)變量。這也許可以說的過去，可能一個(gè)忘記加extern了。
再看：

復(fù)制代碼代碼如下:

//main.c
#include <stdio.h>
int fun();
int x;
int main()
{
 printf("in main.c:&x=%p/n", &x);
 fun();
 return 0;
}

復(fù)制代碼代碼如下:

//test.c
#include <stdio.h>
struct
{
<span style="white-space:pre"> </span>char a;
<span style="white-space:pre"> </span>char b;
<span style="white-space:pre"> </span>char c;
<span style="white-space:pre"> </span>char d;<span style="white-space:pre"> </span>

復(fù)制代碼代碼如下:

<span style="white-space:pre"> </span>int t;

復(fù)制代碼代碼如下:

} x;
int fun()
{
 printf("in test.c:&x=%p/n", &x);
 return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：
in main.c:&x=0x80496e0
in test.c:&x=0x80496e0
連接器還認(rèn)為他們是一個(gè)變量，這個(gè)時(shí)候程序員非?？赡苷J(rèn)為他們是兩個(gè)變量（或者說優(yōu)秀的程序員會(huì)）。而事實(shí)卻相反，同一塊內(nèi)存，在不同的文件中會(huì)有不同的類型和含義。這兩個(gè)文件對(duì)這塊內(nèi)存讀寫的過程中，都會(huì)影響到對(duì)方，引發(fā)非常詭異的問題。
設(shè)想一下，如果是一個(gè)程序同時(shí)又多個(gè)人員來開發(fā)，如果他們只有有一個(gè)全局變量重名，且沒有初始化，那么就會(huì)引發(fā)問題了。
在一個(gè)程序中出現(xiàn)問題還算好，畢竟代碼都在一起。如果你使用的動(dòng)態(tài)庫(kù)或者靜態(tài)庫(kù)中有未初始化的全局變量，并且恰好也和你定義的重名，結(jié)果如何？我嘗試過，和上面一樣，沖突的兩個(gè)變量地址也相同。而這個(gè)時(shí)候你如果沒有庫(kù)的源碼，當(dāng)發(fā)生了問題，變量被修改，你估計(jì)要走很多彎路才能想到是庫(kù)改了你的變量。這是我曾經(jīng)解決過的一個(gè)問題。從那之后，我要求我們公司所有庫(kù)的源碼中不可以出現(xiàn)非static全局變量。
如何避免？
1、上策：想辦法消除全局變量。全局變量會(huì)增加程序的耦合性，對(duì)他要控制使用。如果能用其他的方法代替最好。
2、中策：實(shí)在沒有辦法，那就把全局變量定義為static，它是沒有強(qiáng)弱之分的。而且不會(huì)和其他的全局符號(hào)產(chǎn)生沖突。至于其他文件可能對(duì)他的訪問，可以封裝成函數(shù)。把一個(gè)模塊的數(shù)據(jù)封裝起來是一個(gè)好的實(shí)踐。
3、下策：把所有的符號(hào)全部都變成強(qiáng)符號(hào)。所有的全局變量都初始化，記住，是所有的。如果一個(gè)沒有初始化，就可能會(huì)和其他人產(chǎn)生沖突，盡管別人初始化了。（自己寫代碼測(cè)試一下）。
4、必備之策：GCC提供了一個(gè)選項(xiàng)，可以檢查這類錯(cuò)誤：-fno-common。
c語言為什么設(shè)計(jì)它？
容易引發(fā)問題，怎么回事C的一個(gè)特性？可能是歷史的原因，沒有深究。但我認(rèn)為也可能是部分語言設(shè)計(jì)哲學(xué)的原因：c語言的設(shè)計(jì)哲學(xué)有一點(diǎn)就是充分的相信程序員，給他們最大的權(quán)利和靈活性。這個(gè)特性在某些特殊的情況下也許可能發(fā)揮作用。
語言中的君子和小人：
古人說要近君子，遠(yuǎn)小人。像今天說的這個(gè)特性（共同體也可以算一個(gè)），應(yīng)該是c語言中的“小人”（輕拍，可能說的比較重）。我們還是敬而遠(yuǎn)之的比較好?？滴鹾孟裾f過，（特殊時(shí)期）治國(guó)不但要用君子，還要會(huì)用小人，但要能夠駕馭得當(dāng)。否則會(huì)引火燒身。

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