奇怪的静态函数行为

Question

我正在查看静态函数，我知道它们的范围仅限于声明它们的文件。为了澄清，我使用带有 GCC 的代码块。如果我在 ..c 文件中声明该函数并将其包含在我的 main.c 文件中，则可以访问该函数（但如果定义了非静态函数，编译器会抱怨，就像我有多个定义）。但是，如果我有一个带有一些静态函数和另一个非静态函数的 c 文件，那么静态函数是不可访问的，而非静态函数是可访问的。这对我来说是一个相当奇怪的。我知道#include 指令将要包含的文件的内容复制到声明包含指令的文件中。但是，为什么我可以访问非静态函数而不在 main.c 文件中包含 .c 文件？ 关于我可以在哪里阅读该主题的任何建议？我认为它与链接有关，但我可能错了。

Answer 1

当一个函数声明时没有static，它有外部链接。¹这意味着，当程序被链接时² ，不同翻译单元中的同名³可以指代同一个东西。

当您在一个源文件中定义一个函数时，比如int square(int x) { return x*x; }，编译该源文件会生成一个包含“函数foo 已在此处定义”的信息的目标文件。当您在另一个源文件中声明一个函数并使用该函数时，例如 int square(int x); … b = square(a);，编译该源文件会生成一个目标文件，其中包含“此处使用函数 foo”的信息。当链接器或程序加载器处理这些目标文件时，它会将foo 的位置修改为引用foo 定义的位置。

如果您使用一个函数而不在该翻译单元中声明它，您的编译器可能会为该函数提供一个默认声明，就好像它已被声明为返回 int 而没有关于其参数的信息。这种行为是旧版本 C 的遗留问题。很可能您的编译器会为此发出警告，例如“函数的隐式声明”。您不应忽略此警告。当它出现时，找到导致警告的代码并修复它 - 更正拼写错误的函数名称的键入或插入函数声明。

在使用 GCC 或 Clang 时，您应该使用开关 -Werror 将警告提升为错误，以便编译器不会编译导致警告消息的程序。虽然这起初可能会使编译程序变得更加麻烦，但它会让您尽早修复错误并学会正确编程。

脚注

¹ 对于static，函数的标识符具有内部链接。对象标识符（你可能认为是变量）的规则更复杂，它们也可以有无链接。

² 实际上，每次编译都会产生一个对象模块。链接将对象模块组合成可执行程序，或者在复杂的构建中生成新的对象模块。

³ 翻译单元是正在编译的源文件，包括它包含的所有带有#include 语句的文件。

Answer 2

所以我在另一个 stackoverflow 问题中找到了对您问题的正确答案，但在开始之前，我想解释一下为什么包含 .c 文件是不好的做法，不应该这样做：

• 正如您所指出的，#include 复制文件的内容。这意味着您不能多次包含 .c 文件，因为您将创建 >1 个相同函数（同名）的实例。
• 如果您尝试创建通用 .c 文件，例如 math.c，则无法创建使用其任何功能的任何其他 .c 文件，因为您只能包含一次，并且这是为您保留的main.c 文件。这严重限制了 .c 文件中每个函数的实用性
• 相反，您应该只包含头文件 (.h)。 You declare your functions in your .h file, define in your .c file.
• 无论您在 .h 文件中声明什么函数，您都可以在包含该 .h 文件的任何其他文件中使用，而不会导致编译器错误
• I get that this is confusing, but here's examples from another stackoverflow thread
• here's a further better document explaining how header files (.h) work

1. 为什么不包含 .c 文件却可以访问非静态函数？

• 如果您没有明确包含所述 .c 文件，这通常在 c 中是不可能的。如果我这样做，我会得到一个“隐式声明”函数，因为编译器无法识别这些函数，因为它们之前没有被声明过。

1. relevant stack overflow answer

• 长话短说，在 .c 文件中声明一个静态函数意味着它的范围仅限于所述 .c 文件，您不能在其他任何地方调用它