如何使用命名空间中的变量答案

【问题标题】：How to work with variable in namespace如何使用命名空间中的变量
【发布时间】：2012-07-13 18:09:43
【问题描述】：

我认为我对命名空间和/或静态变量存在根本性的误解。但是我已经尝试过这个测试代码（手动输入，请原谅拼写错误）

test.h:

namespace test{
   static int testNum=5;
   void setNum(int value);
}

main.cpp:

#include <test.h>

int test::setNum(int value){
   testNum=value;
}

int main(){
    test::setNum(9);
    cout<<test::testNum;
}

当我运行它时，我得到的值是 5，而不是我预期的 9。似乎我有两个 testNum 变量实例，但这似乎与 static 应该做的完全相反。我猜我错误地假设这些特性与它们的 java equivilants 相同......

如果我从我的 testNum 声明中删除静态，我还会收到一条错误消息，指出 testNum 被多次声明，有人可以解释为什么会这样吗？

谢谢

【问题讨论】：

您知道#include 的工作原理吗？它复制粘贴指定文件的内容。 setNum 的定义真的也在 main.cpp 中吗？
我没有展示它，但我的 .h 中有标准的 ifNDEF DEF。此外，由于我只在整个程序中包含它一次，它仍然不是问题，对吧？
你使用using namespace test吗？
你确定只包含一次？
请出示真实代码。如果没有包含test.h 的其他文件，您将不会收到多个定义错误。 cout<<testNum 也应该是 cout<<test::testNum

标签： c++ static namespaces

【解决方案1】：

首先，您的误解与命名空间无关，只是关于static。对于这个答案的其余部分，我将简单地引用testNum，因为它在命名空间中的事实是无关紧要的。

我还假设您还有另一个文件，可能名为 test.cpp，其中还包括 test.h 并定义了 setNum 函数。

当命名空间范围内的变量或函数（即不是类成员或函数本地）被声明为static 时，这意味着实体的名称在该文件的内部。形式上它具有“内部链接”，这意味着它不能通过名称引用或链接到其他文件（可以通过指针间接引用或将其作为参数传递给另一个函数。）这意味着如果有几个文件定义static int testNum，然后每个文件都有自己的内部变量，名称与其他文件中的testNum不同（事实上，一个文件可能有static int testnum，另一个可能有static double testnum和另一个static char* testNum，它们在每个文件中都是不同的并且是内部的。）如果您在 header 中放置这样的定义，那么 每个包含 header 的文件都有自己的testNum。

因此，在标题中的变量上使用static，您在包含test.h 的每个文件中都有一个名为testNum 的不同变量。这意味着，如果您在一个文件中设置 testNum 并在另一个使用 testNum 的文件中调用函数，则它引用了一个不同变量，而该变量恰好具有相同的名称。

因此，在标头中声明非常量 static 变量几乎总是错误的。

如果没有static，您将在包含test.h 的每个文件中定义testNum 变量，这是不允许的：每个实体必须在您的程序中定义一次且仅一次。解决这个问题的方法是 declare 头文件中的变量，而不是 define 它，您可以通过告诉编译器变量是 extern:

extern int testNum;  // N.B. no "= 1" here

这告诉编译器有一个名为 testNum 的带有“外部链接”的变量，因此当代码引用 testNum 时，它总是意味着相同的变量（不是带有内部链接的名称，它在每个文件。）在声明extern 变量后，您有责任确保在程序中的某处提供了一个定义，因此在 exactly one 文件中（即不在包含在多个文件中的头文件中）文件）你定义它：

int testNum = 1;

【讨论】：

谢谢，这解释了我的问题。正如我认为我在我的 java 开发中对 static 如何工作做出了错误的假设，尽管我首先查看了 static 并认为 c++ static 是相同的......在那些情况下，你看到了你所期望的答案。我真的希望我的真实程序无论如何都将静态值默认为安全的值（即使有人去更改我的 main.h），以确保我没有奇怪的功能。似乎 extern 阻止我让那个 gaurentee 以有效的默认值开头。有什么办法可以保证？
static 在 C++ 中意味着几件事。对于类成员，它类似于Java，但你的程序中没有类成员，你有非成员全局变量，Java 中不存在。
我不知道你所说的 extern 防止“默认”值或“默认为安全的东西”是什么意思。我在回答中给出的 = 1 值有什么问题？
我不需要在某个方法中完成 testNum=1 吗？绝对可行，但感觉不安全，如果有人不小心删除了某处函数中的那一行，因为他们没有意识到代码做了什么坏事。在我的真实代码中，我正在使用函数指针，如果指针不是从 .SO 加载的，我希望默认为无操作方法，而且我知道无论如何我都会感到更安全，即使有人玩我的main 函数稍后，如果没有加载其他内容，我总是指向我的 no-op 函数。诚然，这是一件小事。
不，您在命名空间范围内定义它。这不是设置变量，它提供了您声明为extern 的变量的定义。 extern 声明是对编译器的承诺，即在程序中的某个地方会有一个定义……所以你必须在某个地方定义它。但是，对于任何全局变量，您都需要注意 static initialization order fiasco（在这种情况下，“静态”是指全局变量的生命周期，而不是使用 static 限定符的实体）

【解决方案2】：

static 在命名空间范围内用词不当，不应使用。它仅仅意味着声明为静态的实体具有内部名称绑定；换句话说，其他翻译单元中的相同名称将引用到不同的实体，并且在变量定义的情况下，每个翻译中都会有一个单独的变量实例单元。它对寿命没有影响。（所有变量声明或在命名空间范围内定义的生命周期是静态的。）

static 在命名空间范围内也已弃用。不要使用它。

关于在标头中声明变量：在其前面加上前缀 extern，而不是 static。如果一个变量被声明为extern，并且没有初始化，声明不是定义。的当然，在这种情况下，您必须在某处提供定义（在单一源文件）。大致如下：

extern int testNum = 5;
int testNum = 5;
int testNum;          //  implicitly initialized with 0.

编辑：

稍微澄清一下：这里的生命周期和名称绑定：

对象具有生命周期（自动、静态或动态，或临时或异常），并且
名称绑定到实体；如果名称被声明为变量，则实体是对象。

不要不要将关键字static 与静态生命周期混淆。（职能可以是static，但函数在 C++ 中没有定义的生命周期；他们是就在那儿。）

关于这些的规则不是很正交。基本上，与关于寿命：

在命名空间范围内声明的所有变量始终具有静态生命周期，
在本地范围内声明的变量具有自动生命周期除非它们被声明为static，并且
在类范围内声明的变量具有包含它们的类对象的生命周期，除非它们被声明为static。关于寿命。

具有静态生命周期的对象在main 之前的某个时间出现，并且活到你从main回来之后。

关于名称绑定：

在命名空间范围内声明的变量具有外部名称绑定，除非它们被声明为static，在这种情况下它们具有内部名称绑定（但不推荐使用static），或者如果它们是 const，并且没有声明为extern，
在类范围内声明的变量具有外部名称绑定，即使它们被声明为 static，并且
在块范围内声明的变量没有绑定。

最后，还有一个声明是否是定义的问题或不。如果是定义，则分配内存，对象为（或可能）初始化。如果它不是一个定义，它只是告诉编译器在其他地方有一个实体的定义（对象）在声明中声明。一般来说，一个变量声明是一个定义除非它被声明为extern 并且确实没有有初始化器。

【讨论】：

感谢您的解决方案（我会在一秒钟内进行测试）但是对于我自己的启发，您能否更好地解释问题所在？你说命名空间中的所有变量都是静态的，但这仍然让我想知道为什么在这个例子中我的代码不起作用，因为我只需要一个静态变量。你是否坚持认为我最终在我引用 testnum 的每个地方都声明了两个具有相同名称的静态变量？

【解决方案3】：

您可能希望在发布代码之前确定您的代码确实存在问题；）

我复制/粘贴并修正了您的拼写错误，并手动添加：

#include <iostream>
using namespace std;

namespace test{
   static int testNum=5;
   void setNum(int value);
}

void test::setNum(int value){
   testNum=value;
}

int main(){
    test::setNum(9);
    cout<<test::testNum;
}

结果：

$ ./a.out 
9

你没有说的是你的程序中还有什么。如果您不仅有 main.cpp，还包含您的 test.h，那么每个 .cpp 文件都将拥有自己的 testNum 副本。如果您希望他们分享，那么您需要将其标记为extern。

【讨论】：