有人可以详细解释C中的链接概念吗

Question

我有以下 C 程序：

#include<stdio.h>

static void p(void);
static int c;

int main(int argc,char **argv) {
    p();
    printf("%d",c);
    return 0;
}


void p(void) {
    printf("From the Function P\n");
}

int c=232;

编译器gcc的输出错误是： 错误：'c' 的非静态声明遵循静态声明

当我查看 C 标准 ISO/IEC 9899:TC2 时：

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6.2.2 标识符的链接

1 在不同作用域或同一作用域中多次声明的标识符可以是 通过称为链接的过程来引用相同的对象或函数。21）有 三种联系方式：外部、内部和无。

2 在构成整个程序的一组翻译单元和库中，每个 具有外部链接的特定标识符的声明表示相同的对象或 功能。在一个翻译单元内，每个标识符的声明都带有内部 链接表示相同的对象或功能。每个标识符的声明都没有 链接表示一个唯一的实体。

3 如果对象或函数的文件范围标识符的声明包含存储类 说明符静态，标识符有内部链接。22）

4 对于在一个范围内使用存储类说明符 extern 声明的标识符 该标识符的先前声明可见，23）如果先前声明指定内部或 外部链接，标识符的链接在后面的声明中与 前面声明中指定的链接。如果没有可见的先前声明，或者如果先前的声明 声明指定无链接，则标识符有外部链接。

5 如果函数标识符的声明没有存储类说明符，则它的链接 完全确定，就好像它是用存储类说明符 extern 声明的一样。如果 对象标识符的声明具有文件范围且没有存储类说明符， 它的链接是外部的。

6 以下标识符没有链接：声明为除 一个对象或一个函数；声明为函数参数的标识符；块作用域 未使用存储类说明符 extern 声明的对象的标识符。

7 如果在翻译单元内，相同的标识符同时出现在内部和外部 链接，行为未定义。

21) 不同标识符之间没有联系。 22) 函数声明只能在文件范围内包含存储类说明符 static；看 6.7.1.

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Q.1 我无法理解规则 4 和 5？顺便说一句，链接的确定与使用存储类说明符 extern 完全一样。 和 链接是外部的

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第二季度。为什么会出现这个错误，因为我可以从规则 5 中推断出 c 具有静态 decl。其次是外部decl。所以最后的 decl.shud 也是静态的。？ 如果有人不厌其烦地从一开始就解释所有规则，我会很感激。或者建议我一个清楚地解释所有规则的链接。*

注意：感谢任何建议正确编辑此问题，因为它可能重复我问了这个问题，因为我无法理解提前发布在此站点上的类似问题的答案。

Answer 1

首先，请记住，这里引用的标准部分指的是两个不同的东西：1. 函数声明 2. 对象（例如，变量）声明。您的问题似乎表明两者之间存在一些混淆。

正如规则 2 所说，使用关键字 static 声明的函数或对象仅具有内部链接。也就是说，它们在当前翻译单元之外是不可见的。当您第一次声明static int c 时，您是说c 仅具有内部链接，并且在此翻译单元之外无法看到。你在任何函数之外声明这个变量，即你给它文件范围。

稍后，您重新声明int c = 232。您也在文件范围内声明此变量——它不在任何函数内。规则 5 说：

If the declaration of an identifier for an object has file scope and no storage-class 
specifier, its linkage is external.

由于您使用文件范围声明它并且没有任何存储类说明符，因此它默认为外部链接。

int c 的这两个声明相互矛盾：第一个，static，指定内部链接；第二个，没有存储类说明符，默认为extern。由于这种矛盾，您会收到您从 GCC 看到的错误。

第 4 条规定：

For an identifier declared with the storage-class specifier extern in a scope in which 
a prior declaration of that identifier is visible, if the prior declaration specifies 
internal or external linkage, the linkage of the identifier at the later declaration 
is the same as the linkage specified at the prior declaration. 

但这专门指的是重新声明为extern 的标识符。这意味着如果您重新声明 c 如下：extern int c = 232，您将不会收到错误。 （但是，您可能会收到警告。）当我在第二个声明之前使用 extern 关键字时，我得到了预期的以下输出：

From the Function P
232

为什么会这样？ C 标准的基本原理提供了解释：

The appearance of the keyword extern in a declaration, regardless of whether it is 
used inside or outside of the scope of a function, indicates a pure reference (ref), 
which does not define storage. Somewhere in all of the translation units, at least 
one definition (def) of the object must exist. An external definition is indicated 
by an object declaration in file scope containing no storage class indication. 
                                                                 // § 6.2.2, p. 33

当你第一次声明static int c，然后第二次声明int c = 232没有关键字extern时，编译器会再次尝试为c留出存储空间——它会尝试重新定义c。但由于c 已经在范围内，第二个定义将失败，您将收到错误消息。

当您明确地将其重新声明为extern c = 232 时，extern 关键字指定这不是需要为其预留存储空间的新对象；存储在别处。由于c 已经在之前的static 声明的范围内，因此第二个声明不会覆盖它；它将 static c 变量的值设置为 232。

如果您在该文件中有一个需要设置该静态变量值的函数，这将非常有用：

static int c;

void funA (void) {

  extern int c = 232;    // "extern" specifies that this is not new storage

}

至于规则5，第一句简单地说，函数默认为extern，除非它们被指定为static；第二句话说全局变量（在文件范围内声明）默认为extern。如果我在另一个函数中声明一个函数，它仍然具有extern 范围；但是，在函数内声明的变量具有自动存储功能，并且不在该函数之外的范围内。澄清一下：

int foo;          
extern void funA (void);

void funB (void) {

    int foo;     // hides global int foo, but has scope only within funB()
    int bar;     // has scope only within funB()
    .... 
}

void funC (void) {

    int funD (int, int);   // has extern scope even though is declared within funC()
    extern int foo = 20;   // sets value of global variable foo declared at file level
    ....
}

希望这会有所帮助！

Answer 2

static int c; 表示 c 由于 static 而具有文件作用域和内部链接，但后来将 c 再次定义为 int c 而没有任何存储类说明符尝试在默认情况下为其提供外部链接（规则 5））与之前在同一文件范围内声明的情况相反。

Answer 3

可以在链接在一起成为可执行文件的不同翻译单元中看到具有外部链接的标识符。没有外部链接的标识符只能在定义它的翻译单元中（可能仅在特定范围内）看到。来自 C.99 §5.1.1.1：

程序的独立翻译单元通过（例如）调用标识符具有外部链接的函数、标识符具有外部链接的对象的操作或数据文件的操作进行通信。翻译单元可以单独翻译，然后链接生成可执行程序。

对于 C.99 §6.2.2 ¶4 的说明，请考虑以下内容：

static int c;
void foo () { assert(c == 1); }
int main () {
    extern int c;
    c = 1;
    foo();
    return 0;
}

断言条件将评估为真。这是因为 C.99 §6.2.2 ¶4 说 extern int c 中的 c 与之前声明的 c 具有相同的链接，如果范围内有一个，在这种情况下是 static int c .如果没有声明c，那么main()中的extern int c就会有外部链接。

在 C.99 §6.2.2 ¶5 中，第一句仅适用于函数名称。就是说如果一个函数声明不包含任何存储类，那么函数名就有外部链接。

C.99 §6.2.2 ¶5 中的第二句指出，如果在文件范围内声明对象而没有任何存储类，则该对象的名称将具有外部链接。因此，在您的 sn-p 中：

static int c;
/*...*/
int c = 5;

由于首先声明c 具有内部链接，然后再声明具有外部链接，因此存在冲突。

Answer 4

关于第一季度：

在您引用的第 5 段中，第一句仅应用于函数的标识符。在int c=232; 中，c 是对象 的标识符，而不是函数。因此，第一句话不适用。

第二句适用于对象的标识符。它说，对于文件范围的声明并且没有存储类说明符，链接是外部的。

因此，在您问题的int c=232; 中，链接是外部的。

关于第二季度：

正如我们现在看到的，第一个声明 static int c; 提供 c 内部链接，第二个声明 int c=232; 提供 c 外部链接。这些冲突，所以是错误的。