C中const的外部链接答案

【问题标题】：External linkage of const in CC中const的外部链接
【发布时间】：2017-03-12 08:40:46
【问题描述】：

当我遇到这种奇怪的行为时，我正在使用 extern 关键字 in C。我有两个文件：

file1.c

#include<stdio.h>
int main()
{
    extern int a;
    a=10;
    printf("%d",a);
    return 0;
}

file2.c

const int a=100;

当我将这些文件一起编译时，没有错误或警告，当我运行它们时，输出为10。我原以为编译器应该在a=10; 行报告错误。

此外，如果我将 file2.c 的内容更改为

const int a;

也就是说，如果我删除全局常量变量a的初始化，然后编译文件，仍然没有错误或警告，但是当我运行它们时，就会发生Segmentation Fault。

为什么会出现这种现象？它是否被归类为未定义的行为？这是编译器还是机器相关的？

PS：我见过很多与此相关的问题，但要么是针对 C++ 的，要么只讨论 extern。

【问题讨论】：

看看这个：stackoverflow.com/a/28734780/4085019
这是一个非常好的答案，但它没有回答我的问题。

标签： c constants extern linkage

【解决方案1】：

您的程序会导致未定义的行为，无需诊断（无论const int a 是否具有初始化程序）。 C11中的相关文本是6.2.7/2：

引用同一对象或函数的所有声明都应具有兼容的类型；否则，行为未定义。

还有 6.2.2/2：

在构成整个程序的一组翻译单元和库中，每个带有外部链接的特定标识符的声明都表示相同的对象或函数。

在 C 中，const int a = 100; 表示a 具有外部链接。所以它表示与extern int a; 相同的对象。但是这两个声明的类型不兼容（int 与 const int 不兼容，“兼容类型”的定义见 6.7.2）。

【讨论】：

【解决方案2】：

编译和链接是两个不同的阶段。在编译期间，单个文件被编译成目标文件。编译器会发现 file1.c 和 file2.c 在内部是一致的。在链接阶段，链接器只会将所有出现的变量a 指向相同的内存位置。这就是您看不到任何编译或链接器错误的原因。

为了完全避免您提到的问题，建议将 extern 放在头文件中，然后将该头文件包含在不同的 C 文件中。这样编译器可以捕捉到头文件和 C 文件之间的任何不一致

以下 stackoverflow 还谈到了链接器无法对外部变量进行类型检查。

Is there any type checking in C or C++ linkers?

同样，全局变量的类型（和类的静态成员等）不会被链接器检查，所以如果你声明 extern int test;在一个翻译单元中定义浮动测试；在另一种情况下，你会得到不好的结果。

【讨论】：

【解决方案3】：

这是 C 编译器的已知行为。这是强制执行强编译时类型检查的 C 和 C++ 之间的差异之一。尝试将值分配给 const 时会发生分段错误，因为链接器将 const 值放在只读 elf 段中，并且写入此内存地址是运行时（分段）错误。但在编译期间，编译器不检查任何“外部”，C 链接器也不测试类型。因此它通过了编译/链接。

【讨论】：

Yanir，你有一句话'这是 C 和 C++ 之间的区别之一，其中强制执行强编译时类型检查'。你的意思是说 C++ 编译器会发现这个问题吗？由于文件不同，它们可能会被单独编译成目标文件。
@JayRajput C++ 编译器不会捕捉到这一点，但链接器会捕捉到。
@user4581301，网上的信息好像很混乱。例如：这篇 stackoverflow 文章建议链接器不会对外部变量进行类型检查。 stackoverflow.com/questions/28090854/…。您是否有一些资料证明链接器确实对外部变量进行了类型检查？我想了解更多。
@JayRajput 我必须做一些标准阅读才能找到确切的措辞。您链接的问题试图回答 C 和 C++，在类型检查方面，它们是非常非常不同的野兽。请参阅 Yakk 的评论和 Josh Kelly 的回答。
@JayRajput 看起来它的工作方式与我想象的有点不同。根据Basic.Link，const 类型具有内部链接，除非明确声明为extern，否则无法在当前文件之外看到。所以const int x = 0; 不能是externed，但@ 987654326@ 可以是externed。我找不到任何有关丢失的const 是否被链接器捕获的信息。 GCC 4.8 和 6.1 似乎没有陷阱，所以目前我假设它不是必需的。

【解决方案4】：

这是未定义的行为，但编译器不会警告您。怎么可能？它不知道你如何在另一个文件中声明一个变量。

试图修改声明为const 的变量是未定义的行为。变量有可能（但不是必须）存储在只读存储器中。

【讨论】：