1 什么是鏈接器

典型的鏈接器把由編譯器或匯編器生成的若干個(gè)目標(biāo)模塊，整合成一個(gè)被稱(chēng)為載入模塊或可執(zhí)行文件的實(shí)體–該實(shí)體能夠被操作系統(tǒng)直接執(zhí)行。

鏈接器通常把目標(biāo)模塊看成是由一組外部對(duì)象組成的。每個(gè)外部對(duì)象代表著機(jī)器內(nèi)存中的某個(gè)部分，并通過(guò)一個(gè)外部名稱(chēng)來(lái)識(shí)別。因此，==程序中的每個(gè)函數(shù)和每個(gè)外部變量，如果沒(méi)有被聲明為static，就都是一個(gè)外部對(duì)象。==某些C編譯器會(huì)對(duì)靜態(tài)函數(shù)和靜態(tài)變量的名稱(chēng)做一定改變，將它們也作為外部對(duì)象。由于經(jīng)過(guò)了“名稱(chēng)修飾”，因此它們不會(huì)與其它源程序文件中的同名函數(shù)或同名變量發(fā)生命名沖突。

2 聲明與定義

extern int a;

上面的這段代碼并不是對(duì)a的定義，而是說(shuō)明a是一個(gè)外部整型變量。

注意：引入之后，假如引入的位置在函數(shù)之外，就相當(dāng)于在那個(gè)位置定義了全局變量，同樣遵循局部變量?jī)?yōu)先原則，如果引入位置在某個(gè)函數(shù)之內(nèi)，就相當(dāng)于是一個(gè)局部變量，作用域與那個(gè)地方定義的局部變量相類(lèi)似，此處討論聲明周期沒(méi)有任何意義。

int a;
extern int a;

上面的這兩條語(yǔ)句既可以是在同一個(gè)源文件中，也可以位于程序的不同源文件之中。

==注意：每個(gè)外部變量只能定義一次。==如果外部變量的多個(gè)定義各指定一個(gè)初始值，例如：

int a = 7;

出現(xiàn)在一個(gè)源文件中，而

int a = 9;

出現(xiàn)在另一個(gè)源文件中，大多數(shù)系統(tǒng)都會(huì)拒絕接收該程序。但是，如果一個(gè)外部變量在多個(gè)源文件中定義卻沒(méi)有指定初始值，那么**某些系統(tǒng)會(huì)接受這個(gè)程序，而另外一些系統(tǒng)則不會(huì)接受。**所以，每個(gè)外部變量必須只定義一次。

3 命名沖突

3.1 命名沖突

如果在兩個(gè)不同的源文件中都包括了定義

int a;

那么它要么表示程序錯(cuò)誤（如果鏈接器進(jìn)制外部變量重復(fù)命名的話），要么在兩個(gè)源文件中共享a的同一個(gè)實(shí)例（無(wú)論兩個(gè)源文件中的外部變量是否應(yīng)該被共享）。即使其中a的一個(gè)定義是出現(xiàn)在系統(tǒng)提供的庫(kù)文件中，也仍然進(jìn)行同樣的處理。

3.2 static修飾符

static int a;

static修飾a之后，a的作用域?qū)⒈幌拗圃谝粋€(gè)源文件中，對(duì)于其它源文件，a是不可見(jiàn)的，且無(wú)法再被extern所引用，當(dāng)然，static也適用于函數(shù)。使用static之后，我們就可以在其它的源文件中定義和這個(gè)已經(jīng)被static修飾后的同名的變量或者函數(shù)。

4 形參、實(shí)參、返回值

如果我們使用的函數(shù)并未進(jìn)行聲明，但是已經(jīng)在后面進(jìn)行了定義，此時(shí)會(huì)默認(rèn)函數(shù)返回類(lèi)型為int型，這會(huì)造成極其嚴(yán)重的后果。

使用的函數(shù)如果在使用之前并未定義或者可能在其他的文件中，那么就要進(jìn)行聲明，函數(shù)聲明的目的就是告知編譯器函數(shù)的返回值的類(lèi)型。

注意：如果一個(gè)函數(shù)沒(méi)有float、short、或者char類(lèi)型的參數(shù)，在函數(shù)聲明中完全可以省略掉參數(shù)類(lèi)型的說(shuō)明（注意，函數(shù)定義中不能省略參數(shù)類(lèi)型的說(shuō)明）。這種做法依賴(lài)于調(diào)用者能夠提供數(shù)目正確且類(lèi)型恰當(dāng)?shù)膶?shí)參。這里，“恰當(dāng)”并不意味著“等同”：float類(lèi)型的參數(shù)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為double類(lèi)型，short或者char類(lèi)型的參數(shù)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為int類(lèi)型。

在ANSI C標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前，常常會(huì)有下面的這種聲明和定義函數(shù)的方式：

int isvowel();//聲明函數(shù)的方式
int isvowel(c)
		char c;
{
	return c =='a' ;
}

實(shí)際上，上面這種寫(xiě)法與下面這種寫(xiě)法是等價(jià)的：

int isvowel(int i)
{
	char c;
	return c=='a';
}

上述兩種方式在VS2019中都是支持的。

看下面的例子：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int i;
	char c;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		scanf("%d", &c);
		printf("%d ", i);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

表面上，這個(gè)程序從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備讀入5個(gè)數(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備設(shè)備上寫(xiě)5個(gè)數(shù)：

0 1 2 3 4

實(shí)際上，這個(gè)程序并不一定得到上面的結(jié)果。例如，在某個(gè)編譯器上，它的輸出是（當(dāng)然，在VS2019環(huán)境下程序會(huì)崩潰，因?yàn)榉欠ㄐ薷牧藘?nèi)存空間）

0 0 0 0 0 1 2 3 4

為什么呢？問(wèn)題的關(guān)鍵在于，這里的c被聲明為char類(lèi)型，而不是int類(lèi)型。如果程序要求scanf讀入一個(gè)整數(shù)，應(yīng)該傳遞給他一個(gè)指向整數(shù)的指針。而程序中scanf函數(shù)得到的卻是一個(gè)指向字符的指針，scanf函數(shù)并不能分辨這種情況，它只是將這個(gè)指向字符的指針作為指向整數(shù)的指針而接受，并且在指針指向的位置存儲(chǔ)一個(gè)整數(shù)。因?yàn)檎麛?shù)所占的存儲(chǔ)空間要大于字符所占的存儲(chǔ)空間，所以字符c附近的內(nèi)存被覆蓋。

字符c附近的內(nèi)存中存儲(chǔ)的內(nèi)容是由編譯器決定的，在本例中它所存放的是整數(shù)i的低端部分。因此，每次讀入一個(gè)數(shù)值到c時(shí)，都會(huì)將i的低端部分覆蓋為0，而i的高端部分本來(lái)就是0，相當(dāng)于i每次被重新設(shè)置為0，循環(huán)將一直進(jìn)行。當(dāng)?shù)竭_(dá)文件的結(jié)束位置后，scanf函數(shù)不再試圖讀入新的值到c。這時(shí)，i才可以正常的運(yùn)行，最后終止循環(huán)。

5 檢查外部類(lèi)型

注意：保證一個(gè)特定類(lèi)型的所有外部定義在每個(gè)目標(biāo)模塊中都有相同的類(lèi)型，“相同的類(lèi)型”也應(yīng)該是嚴(yán)格意義上的相同。

例如，在一個(gè)文件中包含定義：

char filename[] = "/etc/passwd";

而在另一個(gè)文件中包含聲明：

extern char *filename;

在定義時(shí)，filename是一個(gè)字符數(shù)組的名稱(chēng)。盡管在一個(gè)語(yǔ)句中引用filename的值將得到指向該數(shù)組起始元素的指針，但是filename的類(lèi)型是”字符數(shù)組“，而不是字符指針。在第二個(gè)聲明中，filename被確定為一個(gè)指針。這兩種方式使用存儲(chǔ)空間的方式是不同的，它們無(wú)法以一種合乎情理的方式共存。第一個(gè)例子字符數(shù)組filename的內(nèi)存布局如下圖所示：

第二種方式字符指針filename的內(nèi)存布局如下圖所示：

修改方法如下圖所示：

char filename[] = "/etc/passwd";
extern char filename[];

也可以這樣進(jìn)行修改：

char*filename = "/etc/passwd";
extern char *filename;

6 頭文件

注意：每個(gè)外部對(duì)象只在一個(gè)地方聲明，這個(gè)聲明的地方一般就在頭文件種，需要用到該外部對(duì)象的所有模塊也應(yīng)該 包括在這個(gè)頭文件。特別指出的是，定義該外部對(duì)象的模塊也應(yīng)該包括這個(gè)頭文件。

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